JP2024511193A - Water-soluble polymer for preventing non-specific adsorption - Google Patents

Water-soluble polymer for preventing non-specific adsorption Download PDF

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Abstract

本発明は、タンパク質などの生体物質の非特異的吸着を防止する水溶性共重合体に関する。本発明の水溶性共重合体は、臨床診断、生化学実験、医療機器などで使用される試薬や粒子に主に利用される。The present invention relates to a water-soluble copolymer that prevents non-specific adsorption of biological substances such as proteins. The water-soluble copolymer of the present invention is mainly used for reagents and particles used in clinical diagnosis, biochemical experiments, medical devices, and the like.

Description

イムノアッセイは、抗体と抗原間の特異的な化学的相互作用を利用して、特異なプロテオームの「バイオマーカー」シグネチャを発現するというもので、生物的プロセスの発見、検出、およびモニタリングについて有用である。イムノアッセイは、医療ツール及び研究ツールの両方として、また、分析化学、薬理学、分子細胞生物学、および臨床生化学などのさまざまな科学分野でその重要性を増してきている。現在では、イムノアッセイは、世界中の多くの研究室において使用され、多数の企業が、公害物質、ホルモン、疾病マーカー、病原体などの特異的な分析対象の定量をするにイムノアッセイを採用した診断ツールや検出ツールを販売している。 Immunoassays exploit specific chemical interactions between antibodies and antigens to express unique proteomic "biomarker" signatures, useful for the discovery, detection, and monitoring of biological processes. . Immunoassays are gaining importance as both medical and research tools and in various scientific fields such as analytical chemistry, pharmacology, molecular cell biology, and clinical biochemistry. Immunoassays are now used in many laboratories around the world, and many companies are using them as diagnostic tools to quantify specific analytes such as pollutants, hormones, disease markers, and pathogens. We sell detection tools.

しかし、イムノアッセイには、バイオマーカーの濃度レベルが相対的に低い検出初期段階において信号雑音比(SN比)が低いことが多いという問題がある。SN比が低いとアッセイの信用度が悪化し、偽陽性や偽陰性の結果につながるので、高感度検査が必要とされる。これは、標的分子と非標的分子の両方がアッセイプラットフォームに非特異的に吸着することによってバックグラウンドノイズが高くなることによって生じうる。結果、バックグラウンドノイズが高くなり、感度の向上を妨げることになる。さまざまイムノアッセイ技術のなかでも、化学発光が、比色や蛍光と比べて最も高い検出限界を提示する。しかし、化学発光イムノアッセイのSN比にも改善の余地がある。 However, immunoassays suffer from the problem that the signal-to-noise ratio (SN ratio) is often low during the early stages of detection when the concentration level of the biomarker is relatively low. Highly sensitive tests are required, as low signal-to-noise ratios compromise assay reliability and lead to false-positive and false-negative results. This can be caused by high background noise due to non-specific adsorption of both target and non-target molecules to the assay platform. As a result, background noise becomes high and impedes improvement in sensitivity. Among various immunoassay techniques, chemiluminescence offers the highest detection limits compared to colorimetry and fluorescence. However, there is also room for improvement in the signal-to-noise ratio of chemiluminescent immunoassays.

化学発光イムノアッセイ(CLIA)において、高ノイズレベルの潜在的原因のひとつは、アクリジニウムエステル又はイソルミノール誘導体、アルカリリン酸塩、及びホースラディッシュペルオキシダーゼなどで標識された抗体などのシグナル発生体と共役する二次抗体が非特異的に吸着することである。臨床試料における診断の場合、抗原のような特異物質を、共存する生体分子において検出する。生体分子と共存する血清などの物質は、粒子の表面上に吸着される傾向がある。そして粒子の表面を、シグナル発生体で標識された二次抗体がより非特異的に吸着され易いものにしてしまう。その結果、ノイズが高くなり、SN比の向上の妨げとなる。 In chemiluminescent immunoassays (CLIA), one potential source of high noise levels is conjugation with signal generators such as antibodies labeled with acridinium esters or isoluminol derivatives, alkaline phosphates, and horseradish peroxidase. This is due to non-specific adsorption of the secondary antibody. In the case of diagnosis in clinical samples, specific substances such as antigens are detected in coexisting biomolecules. Substances such as serum that coexist with biomolecules tend to be adsorbed onto the surface of the particles. This makes the surface of the particles more likely to non-specifically adsorb the secondary antibody labeled with the signal generator. As a result, noise becomes high, which hinders improvement of the S/N ratio.

CLIAのSN比を向上させるための一般的なアプローチは、アルブミン、カゼイン、ゼラチンなどの生物由来の物質を添加剤として用いて非特異的吸着を防ぐというものである。しかし、これらの添加剤を使用した後でも、非特異的吸着は残る。また、これら生物由来の添加物には、バッチごとのばらつきが大きい場合がある。例えば、良好な結果をもたらすアルブミンのバッチもあれば、全く効果がないバッチもあるというようなことが起こりうる。有効なバッチの選別は、試してみないとわからないので、選別作業の負担が大きくなる。さらに、生体由来の添加剤を使用した場合、生物汚染も問題となりうる。また、このような添加剤によって非特異的吸着を防止しても、酸やアルカリ、表面活性剤の水溶液などで洗浄を行うと、その効果が阻害され、耐久性が悪化してしまう。合成物質を使用して表面を不動態化する試みがなされている。非特異的吸着を防止するために調製された合成重合体の例としては、ポリオキシエチレン(JP-A-5-103831、JP-A-2006-177914、及びJP-A-2006-299045)やホスホリルコリン基を有する共重合体(JP-A-2006-176720及びJP-A-2006-258585)などが挙げられる。しかし、その非特異的吸着防止効果は十分ではない。原因としては、(1)共重合体の構造は通常直鎖状であるため、直鎖重合体を用いて広範囲をカバーすることが困難でありえることと、(2)このようなブロック共重合体の分子量は通常低く、目標とする表面上に厚いコーティング膜を形成するのが困難でありうることとが考えられる。その他の重合体としては、さまざまな分子量のアミノデキストラン類や修飾デキストラン類(EP2230515A1)が挙げられる。これらの重合体は、負荷電したタンパク質や生体物質に対しては非特異的吸着を防止することが可能であり得るが、正荷電したタンパク質や生体物質に対してはそれ程効果的ではない。生体試料は、通常、抗原と抗体の混合物であり、ひとつの試料内に様々に荷電した生体分子を含んでいる場合があるので、これらの重合体は多くの生体試料に対して有効でない可能性がある。よって、複合的な混合物に対する非特異的吸着を防止することができる重合体についての必要性が満たされていない。 A common approach to improving the signal-to-noise ratio of CLIA is to use biological materials such as albumin, casein, and gelatin as additives to prevent nonspecific adsorption. However, even after using these additives, non-specific adsorption remains. Furthermore, these biologically derived additives may have large batch-to-batch variations. For example, it may happen that some batches of albumin give good results while others have no effect at all. Since it is impossible to know which batches will be effective until they are tried, the burden of selection work increases. Furthermore, biological contamination can also be a problem when additives derived from living organisms are used. Furthermore, even if such additives prevent non-specific adsorption, cleaning with acids, alkalis, aqueous solutions of surfactants, etc. inhibits the effect and deteriorates durability. Attempts have been made to passivate surfaces using synthetic materials. Examples of synthetic polymers prepared to prevent nonspecific adsorption include polyoxyethylene (JP-A-5-103831, JP-A-2006-177914, and JP-A-2006-299045). Examples include copolymers having a phosphorylcholine group (JP-A-2006-176720 and JP-A-2006-258585). However, the effect of preventing nonspecific adsorption is not sufficient. This is because (1) the structure of copolymers is usually linear, so it may be difficult to cover a wide range using linear polymers, and (2) such block copolymers It is believed that the molecular weight of is typically low and it may be difficult to form thick coatings on the target surface. Other polymers include aminodextrans and modified dextran (EP2230515A1) of various molecular weights. Although these polymers may be able to prevent nonspecific adsorption to negatively charged proteins and biological materials, they are not as effective against positively charged proteins and biological materials. These polymers may not be effective against many biological samples, as biological samples are typically mixtures of antigens and antibodies, and may contain variously charged biomolecules within a single sample. There is. Thus, there is an unmet need for polymers that can prevent nonspecific adsorption to complex mixtures.

本発明者らは、本明細書に規定する重合体を基材の表面に共役させることで、生体分子/生体物質の非特異的吸着を最小限に抑制することができるという驚くべきことを見出した。これにより、バックグラウンド結合を最小限に抑制し、アッセイのSN比を向上して、より正確で信頼性の高い検出をすることができるという効果を奏する。 The present inventors have surprisingly discovered that nonspecific adsorption of biomolecules/biomaterials can be suppressed to a minimum by conjugating the polymer defined herein to the surface of a substrate. Ta. This has the effect of minimizing background binding, improving the SN ratio of the assay, and enabling more accurate and reliable detection.

本発明の態様と実施形態を以下の数字を付した項に記す。
1.第1重合体鎖を、ポリカルボン酸を含む第2重合体鎖に架橋して形成された水溶性架橋共重合体であって、
架橋前の前記第1重合体鎖は、双性イオンホスホリルコリン基を含む構成単位(a)と、アミン基を含む構成単位(b)と、水酸基を含む構成単位(c)とを含み、
該水溶性架橋共重合体は、前記第2重合体鎖のカルボン酸基と前記第1重合体鎖のアミン基との間に形成された1つ以上の架橋を含み、
任意で、前記第1重合体鎖のアミン基は一級アミン基である、水溶性架橋共重合体。

2.第1項に記載の水溶性架橋共重合体であって、
該水溶性架橋共重合体は、
下記にその式を示す構成単位(A’)及び/若しくは(A’’)と、構成単位(B)と、構成単位(C)とを含む第1重合体鎖と、
構成単位(D)を含む第2重合体鎖と、を含む水溶性架橋共重合体であり、
前記第1重合体鎖と前記第2重合体鎖との間に1つ以上の架橋を含む、水溶性架橋共重合体。
(式中、
Xは、O又はNHを示し、
R1は、1~5個の炭素原子を有する直鎖又は分岐アルキレン基を示し、
Eは、共有結合、-C(O)O-、-OC(O)-、-NHC(O)-、又は-C(O)NH-を示し、
Rcは、水酸基含有基を示し、
各R4は、それぞれ独立して、メチル基又は水素原子を示し、
R6は、アミン基(例えば、一級アミン基)を含む部分を示し、R6bは、-COOH 又は-C(O)O-Y-COOHを示し(Yは、C1-5アルキレン基を示し、前記第1重合体鎖の少なくとも1つのR6と第2重合体鎖のR6bとが、当該R6のアミン基と当該R6bのカルボン酸との間に形成されたアミド結合を介して共有結合している)、
各R7は、それぞれ独立して、水素原子、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、メトキシエチル基、ヒドロキシメチル基、及びヒドロキシエチル基からなる群から選択されたものであり、
R8は、カルボキシル基又は水素原子を示し、
R9は、共有結合、1~10個の炭素原子を有する直鎖若しくは分岐アルキレン、又は、メトキシ基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、及びメトキシエチル基からなる群から選択される1~3個の置換基を有する、1~5個の炭素原子を有する直鎖アルキレンを示し、
w、x、y、及びzは、それぞれ独立して、1から50までの整数である。)

3.第1又は第2項に記載の水溶性架橋共重合体であって、
該水溶性架橋共重合体の重量平均分子量が2,000から1,000,000ダルトン、好ましくは5,000から500,000ダルトン、より好ましくは10,000から250,000ダルトンである、水溶性架橋共重合体。

4.第2又は第3項に記載の水溶性架橋共重合体であって、
前記第1重合体鎖が、構成単位(A’)及び/若しくは(A’’)と、構成単位(B)と、構成単位(C)とを含むランダム共重合体である、水溶性架橋共重合体。

5.第2~第4項のいずれか1項に記載の水溶性架橋共重合体であって、
前記第1重合体鎖が、構成単位(A’)(式中XはOであり、R1はメチレンであり、Eは共有結合である)を含む、又は
前記第1重合体鎖が、構成単位(A’’)を含む、水溶性架橋共重合体。

6.第2~第5項のいずれか1項に記載の水溶性架橋共重合体であって、
構成単位(B)が、アリルアミン塩酸塩、4-ビニルアニリン、メタクリル酸2-アミノエチル塩酸塩、アクリル酸2-アミノエチル、アミノアクリレート、N-(2-アミノエチル)メタクリルアミド塩酸塩、N-(3-アミノプロピル)メタクリルアミド塩酸塩、及び、メタクリル酸2-アミノエチルフェノチアジンからなる群から選択されたひとつ(例えば、N-(2-アミノエチル)メタクリルアミド塩酸塩)を重合して形成される構成単位を示す、水溶性架橋共重合体。

7.第2~第5項のいずれか1項に記載の水溶性架橋共重合体であって、
構成単位(B)が下記の式を有する、水溶性架橋共重合体。
(式中、R3は、O又はNHを示し、R4は第2項に定義されたものであり、R6aは-Y-CH2-NH2、又は-Z-NH2(式中、YはC1-5アルキレン基を示し、ZはC6-12アリール基を示す。))

8.第2~第7項のいずれか1項に記載の水溶性架橋共重合体であって、構成単位(C)が下記の式を有する、水溶性架橋共重合体。
(式中、
R2は、1~18個の炭素原子を有する直鎖又は分岐アルキレン基、構成単位数が1~20個のポリオキシアルキレン基、又は6~18個の炭素原子を有するアリーレン基を示し、
R3は、O又はNHを示し、
R4は、第2項に定義されたものであり、
R5は、CnH2n-m+1(OH)m(式中、nは1から5の整数を示し、mは1、2、又は3である。))

9.第8項に記載の水溶性架橋共重合体であって、mは1である、水溶性架橋共重合体。

10.第8又は第9項に記載の水溶性架橋共重合体であって、
R2が、繰り返し単位が1~20個である、エチレングリコール又はプロピレングリコールを示す、水溶性架橋共重合体。

11.第2~第7項のいずれか1項に記載の水溶性架橋共重合体であって、
構成単位(C)が、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル、アクリル酸2-ヒドロキシエチル、ヒドロキシポリエトキシ(10)アリルエーテル、N-(2-ヒドロキシプロピル)メタクリルアミド、モノメタクリル酸グリセロール、メタクリル酸3-フェノキシ-2-ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸4-ヒドロキシブチル、アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、N-ヒドロキシエチルアクリルアミド、メタクリル酸ポリ(エチレングリコール)、メタクリル酸ポリ(プロピレングリコール)、及び、N-[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]アクリルアミドからなる群から選択されたひとつの重合から形成される構成単位である、水溶性架橋共重合体。

12.先行する項のいずれか1項に記載の水溶性架橋共重合体であって、前記第1重合体鎖の重量平均分子量が、500から100,000ダルトン、好ましくは2,000から50,000ダルトンである、水溶性架橋共重合体。

13.第2~第12項のいずれか1項に記載の水溶性架橋共重合体であって、
構成単位(D)が、ポリ(アクリル酸)、ポリメタクリル酸、ポリスチレン-block-ポリ(アクリル酸)、ポリマレイン酸、ポリ(アクリル酸-co-マレイン酸)、ポリ(D,L-ラクチド-block-アクリル酸)、ポリ(アクリルアミド-co-アクリル酸)、ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド-co-アクリル酸)、及び、ポリ(エチレン-co-アクリル酸)からなる群から選択されたひとつの重合から形成された構成単位である、水溶性架橋共重合体。

14.第13項に記載の水溶性架橋共重合体であって、構成単位(D)が、アクリル酸、メタクリル酸、及び、アクリル酸2-カルボキシエチルからなる群から選択されたひとつの重合から形成された構成単位である、水溶性架橋共重合体。

15.先行する項のいずれか1項に記載の水溶性架橋共重合体であって、前記第2重合体鎖の重量平均分子量が、2,000から700,000ダルトン、好ましくは5,000から350,000ダルトン、より好ましくは10,000から250,000ダルトンである、水溶性架橋共重合体。

16.先行する項のいずれか1項に記載の水溶性架橋共重合体であって、前記第2重合体鎖のカルボン酸基の5%から75%が前記第1重合体鎖のアミン基に架橋されており、好ましくは、前記第2重合体鎖のカルボン酸基の10%から50%が前記第1重合体鎖のアミン基に架橋されている、水溶性架橋共重合体。

17.先行する項のいずれか1項に記載の水溶性架橋共重合体を調製する製造方法あって、
(a)構成単位(1)に対応する単量体と、構成単位(2)に対応する単量体と、構成単位(3)に対応する単量体とを溶媒(例えば、水)に混合する工程と、
(b1)前記単量体混合物を重合する工程であって、任意で、開始剤の添加と、55℃から90℃までの温度に5時間から24時間加熱することとを行って重合する工程と、
(c1)工程(b1)で得られた重合体とポリカルボン酸とを共役させて水溶性架橋共重合体を形成する工程であって、任意で、前記共役をpH4.5から8.5の緩衝剤の存在下で行う工程と、を含む製造方法。

18.第17項に記載の製造方法であって、(d)工程(c1)で得られた前記水溶性架橋共重合体を基材に共役させる工程を更に含む、製造方法。

19.第17項に記載の製造方法であって、
(b2)工程(b1)で得られた前記重合体を、工程(c1)の前に、基材に共役させる工程、又は
(c0)工程(c1)の前記ポリカルボン酸を、工程(b1)で得られた前記重合体を前記ポリカルボン酸に共役させる前に、基材に共役させる工程を更に含む製造方法。

20.第18項又は第19項に記載の製造方法であって、
前記基材が、粒子、中空フィルター、プラスチックチューブ、ガラスファイバー、ガラススライド、マイクロプレート、およびマイクロ流体装置から選択されたものである(例えば、前記基材が、粒子、中空フィルター、マイクロプレート、およびマイクロ流体装置から選択されたものである)、製造方法。

21.第18項~第20項のいずれか1項に記載の製造方法であって、
前記基材の材料が、ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリレート、カーボンファイバー、セルロース系材料、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート、ポリオレフィン、ポリ(4-メチルブテン)、ポリスチレン、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリシロキサン、ナイロン、ポリ(ビニルブチレート)、強磁性物質、シリカ、又は、これらのいずれかの混合物若しくは複合材などの重合体系材料、有機材料、又は複合材料から選択されたものである、製造方法。

22.前記基材が、一級アミン、エポキシド基、トシル基、および、アルデヒド基からなる群から選択された1つ又は複数のもので官能化されている第18項~第21項のいずれか1項に記載の製造方法。

23.前記基材が一級アミンで機能化されている、第22項に記載の製造方法。

24.第1項~第16項のいずれか1項に記載の水溶性架橋共重合体を有する基材。
Aspects and embodiments of the invention are described in the numbered sections below.
1. A water-soluble crosslinked copolymer formed by crosslinking a first polymer chain to a second polymer chain containing a polycarboxylic acid,
The first polymer chain before crosslinking includes a structural unit (a) containing a zwitterionic phosphorylcholine group, a structural unit (b) containing an amine group, and a structural unit (c) containing a hydroxyl group,
The water-soluble crosslinked copolymer includes one or more crosslinks formed between a carboxylic acid group of the second polymer chain and an amine group of the first polymer chain;
Optionally, the amine group of the first polymer chain is a primary amine group.

2. The water-soluble crosslinked copolymer according to item 1,
The water-soluble crosslinked copolymer is
A first polymer chain containing a structural unit (A') and/or (A'') whose formula is shown below, a structural unit (B), and a structural unit (C),
A water-soluble crosslinked copolymer containing a second polymer chain containing the structural unit (D),
A water-soluble crosslinked copolymer comprising one or more crosslinks between the first polymer chain and the second polymer chain.
(In the formula,
X represents O or NH,
R1 represents a straight chain or branched alkylene group having 1 to 5 carbon atoms,
E represents a covalent bond, -C(O)O-, -OC(O)-, -NHC(O)-, or -C(O)NH-,
Rc represents a hydroxyl group-containing group,
Each R4 independently represents a methyl group or a hydrogen atom,
R6 represents a moiety containing an amine group (for example, a primary amine group), and R6b represents -COOH or -C(O)O-Y-COOH (Y represents a C 1-5 alkylene group; At least one R6 of the first polymer chain and R6b of the second polymer chain are covalently bonded via an amide bond formed between the amine group of R6 and the carboxylic acid of R6b) ,
each R7 is independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, a methoxyethyl group, a hydroxymethyl group, and a hydroxyethyl group;
R8 represents a carboxyl group or a hydrogen atom,
R9 is a covalent bond, a linear or branched alkylene having 1 to 10 carbon atoms, or 1 to 3 groups selected from the group consisting of methoxy, hydroxymethyl, hydroxyethyl, and methoxyethyl groups. represents a straight-chain alkylene having 1 to 5 carbon atoms, with substituents;
w, x, y, and z are each independently integers from 1 to 50. )

3. The water-soluble crosslinked copolymer according to item 1 or 2,
The water-soluble crosslinked copolymer has a weight average molecular weight of 2,000 to 1,000,000 Daltons, preferably 5,000 to 500,000 Daltons, and more preferably 10,000 to 250,000 Daltons.

4. The water-soluble crosslinked copolymer according to item 2 or 3,
A water-soluble crosslinked copolymer in which the first polymer chain is a random copolymer containing a structural unit (A') and/or (A''), a structural unit (B), and a structural unit (C). Polymer.

5. The water-soluble crosslinked copolymer according to any one of items 2 to 4,
the first polymer chain comprises a structural unit (A') (wherein X is O, R1 is methylene, and E is a covalent bond), or the first polymer chain comprises a structural unit A water-soluble crosslinked copolymer containing (A'').

6. The water-soluble crosslinked copolymer according to any one of items 2 to 5,
The structural unit (B) is allylamine hydrochloride, 4-vinylaniline, 2-aminoethyl methacrylate hydrochloride, 2-aminoethyl acrylate, aminoacrylate, N-(2-aminoethyl)methacrylamide hydrochloride, N- (3-aminopropyl)methacrylamide hydrochloride and one selected from the group consisting of 2-aminoethylphenothiazine methacrylate (for example, N-(2-aminoethyl)methacrylamide hydrochloride). A water-soluble crosslinked copolymer showing structural units.

7. The water-soluble crosslinked copolymer according to any one of items 2 to 5,
A water-soluble crosslinked copolymer in which the structural unit (B) has the following formula.
(In the formula, R3 represents O or NH, R4 is defined in the second term, and R6a is -Y-CH 2 -NH 2 or -Z-NH 2 (In the formula, Y is C 1-5 alkylene group, Z represents C 6-12 aryl group))

8. The water-soluble crosslinked copolymer according to any one of items 2 to 7, wherein the structural unit (C) has the following formula.
(In the formula,
R2 represents a linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, a polyoxyalkylene group having 1 to 20 constitutional units, or an arylene group having 6 to 18 carbon atoms,
R3 represents O or NH,
R4 is defined in Section 2,
R5 is C n H 2n−m+1 (OH) m (in the formula, n represents an integer from 1 to 5, and m is 1, 2, or 3))

9. 9. The water-soluble crosslinked copolymer according to item 8, wherein m is 1.

10. The water-soluble crosslinked copolymer according to item 8 or 9,
A water-soluble crosslinked copolymer in which R2 represents ethylene glycol or propylene glycol having 1 to 20 repeating units.

11. The water-soluble crosslinked copolymer according to any one of items 2 to 7,
The structural unit (C) is 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, hydroxypolyethoxy (10) allyl ether, N-(2-hydroxypropyl) methacrylamide, glycerol monomethacrylate, 3-methacrylate Phenoxy-2-hydroxypropyl, hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, N-hydroxyethylacrylamide, poly(ethylene glycol) methacrylate, poly(propylene glycol) methacrylate, and A water-soluble crosslinked copolymer which is a structural unit formed by polymerization of one selected from the group consisting of N-[tris(hydroxymethyl)methyl]acrylamide.

12. A water-soluble crosslinked copolymer according to any one of the preceding clauses, wherein the weight average molecular weight of the first polymer chain is from 500 to 100,000 Daltons, preferably from 2,000 to 50,000 Daltons. Copolymer.

13. The water-soluble crosslinked copolymer according to any one of items 2 to 12,
The structural unit (D) is poly(acrylic acid), polymethacrylic acid, polystyrene-block-poly(acrylic acid), polymaleic acid, poly(acrylic acid-co-maleic acid), poly(D,L-lactide-block) - acrylic acid), poly(acrylamide-co-acrylic acid), poly(N-isopropylacrylamide-co-acrylic acid), and poly(ethylene-co-acrylic acid). A water-soluble crosslinked copolymer that is a formed structural unit.

14. 14. The water-soluble crosslinked copolymer according to item 13, wherein the structural unit (D) is formed by polymerization of one selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, and 2-carboxyethyl acrylate. A water-soluble crosslinked copolymer that is a structural unit.

15. A water-soluble cross-linked copolymer according to any one of the preceding clauses, wherein the weight average molecular weight of the second polymer chain is from 2,000 to 700,000 Daltons, preferably from 5,000 to 350,000 Daltons, more preferably from 10,000 Daltons. A water-soluble cross-linked copolymer that is 250,000 daltons.

16. The water-soluble crosslinked copolymer according to any one of the preceding clauses, wherein 5% to 75% of the carboxylic acid groups of the second polymer chain are crosslinked to the amine groups of the first polymer chain. and preferably 10% to 50% of the carboxylic acid groups of the second polymer chain are crosslinked to the amine groups of the first polymer chain.

17. A manufacturing method for preparing a water-soluble crosslinked copolymer according to any one of the preceding paragraphs, comprising:
(a) A monomer corresponding to structural unit (1), a monomer corresponding to structural unit (2), and a monomer corresponding to structural unit (3) are mixed in a solvent (e.g., water). The process of
(b1) a step of polymerizing the monomer mixture, optionally adding an initiator and heating to a temperature of 55° C. to 90° C. for 5 hours to 24 hours; ,
(c1) A step of conjugating the polymer obtained in step (b1) with a polycarboxylic acid to form a water-soluble crosslinked copolymer, optionally conjugating the polymer with a buffer having a pH of 4.5 to 8.5. A manufacturing method comprising a step of carrying out in the presence of.

18. 18. The manufacturing method according to item 17, further comprising the step of (d) conjugating the water-soluble crosslinked copolymer obtained in step (c1) to a base material.

19. The manufacturing method according to item 17,
(b2) A step of conjugating the polymer obtained in step (b1) to a base material before step (c1), or (c0) A step of conjugating the polycarboxylic acid of step (c1) to a base material before step (c1). A manufacturing method further comprising the step of conjugating the polymer obtained in 1 to a base material before conjugating the polymer to the polycarboxylic acid.

20. The manufacturing method according to item 18 or 19,
The substrate is selected from particles, hollow filters, plastic tubes, glass fibers, glass slides, microplates, and microfluidic devices (e.g., the substrate is selected from particles, hollow filters, microplates, and microfluidic devices). microfluidic devices), manufacturing methods.

21. The manufacturing method according to any one of items 18 to 20,
The material of the base material is polyurethane, polyacrylonitrile, polymethacrylate, carbon fiber, cellulose material, polyacrylamide, polyacrylate, polyolefin, poly(4-methylbutene), polystyrene, poly(ethylene terephthalate), polysiloxane, nylon, A method of manufacturing selected from polymer-based materials, organic materials, or composite materials, such as poly(vinyl butyrate), ferromagnetic materials, silica, or mixtures or composites of any of these.

22. According to any one of paragraphs 18 to 21, the substrate is functionalized with one or more selected from the group consisting of primary amines, epoxide groups, tosyl groups, and aldehyde groups. Manufacturing method described.

23. 23. The method of claim 22, wherein the substrate is functionalized with a primary amine.

24. A base material comprising the water-soluble crosslinked copolymer according to any one of Items 1 to 16.

図1は、様々なタイプのビーズに対するタンパク質の吸着を示す。Figure 1 shows the adsorption of proteins to various types of beads.

本明細書に記載する水溶性架橋共重合体を使用することで、前記の課題をすべて又は一部解決できるという驚くべきことを見出した。 It has been surprisingly discovered that all or some of the above problems can be solved by using the water-soluble crosslinked copolymers described herein.

通常、生体試料は、脂質、抗原、抗体などの複合混合物である。これらは同じ環境において正反対に荷電している場合があるので、複合混合物の非特異的吸着を阻害するように表面が構成されていることが重要である。例えば、β-HCGの等電点は6.2~6.6であり、チロトロピン受容体(TSHR)の等電点は8~10である。これは、pHが中性の場合、β-HCGはプラスに荷電し、チロトロピン受容体(TSHR)はマイナスに荷電するということである。生体物質の非特異的吸着を防ぐには、表面が、同じ緩衝pHにおいてどちらの生体物質も吸着しないものであることが理想的である。驚くべきことに、本発明の重合体を基材の表面に共役することで、非特異的吸着を最小限にすることが分かった。このコーティングを用いた化学発光イムノアッセイは、SN比が改善され、バックグラウンド結合が最小限に抑制されるので、正確且つ信頼性の高い検出をもたらすと考えられる。本発明の重合体が、(例えば、タンパク質などの生体分子の)非特異的吸着が望ましいその他の材料のコーティングにも有益である場合があることは、当業者は理解するであろう。 Biological samples are typically complex mixtures of lipids, antigens, antibodies, etc. Since these may be oppositely charged in the same environment, it is important that the surface is configured to inhibit non-specific adsorption of the complex mixture. For example, the isoelectric point of β-HCG is 6.2-6.6, and the isoelectric point of thyrotropin receptor (TSHR) is 8-10. This means that when the pH is neutral, β-HCG is positively charged and the thyrotropin receptor (TSHR) is negatively charged. To prevent non-specific adsorption of biological substances, ideally the surface should not adsorb either biological substance at the same buffer pH. Surprisingly, it has been found that conjugation of the polymers of the present invention to the surface of a substrate minimizes non-specific adsorption. Chemiluminescent immunoassays using this coating are believed to provide accurate and reliable detection as the signal-to-noise ratio is improved and background binding is minimized. Those skilled in the art will appreciate that the polymers of the present invention may also be useful for coating other materials where non-specific adsorption (eg, of biomolecules such as proteins) is desired.

本明細書に記載の実施形態において、「含む(comprising)」という用語は、
記載している構成を含むと解釈されるべきものだが、その他の構成の存在を制限すると解釈されるべきではない。また、「含む(comprising)」という用語は、挙げられている成分/構成のみが存在していることを意図した場合にも関係する場合もある(例えば、「含む(comprising)」という用語は、「からなる(consists of)」、又は「本質的にからなる(consists essentially of)」という表現で置き換えることもできる)。本発明の全ての態様と実施形態に対しては、この広い解釈と狭い解釈のどちらも適用可能であることは、明示的に意図されている。つまり、「含む(comprising)」という用語とその類義語は、「からなる(consists of)」、又は「本質的にからなる(consists essentially of)」という表現、又はその類似表現により置き換えることができ、その逆も可能である。
In embodiments described herein, the term "comprising" refers to
It should be construed to include the configurations listed, but not to limit the existence of other configurations. The term "comprising" may also refer to instances where only the listed ingredients/components are intended to be present (e.g., the term "comprising" may refer to (Can also be replaced by the expression "consists of" or "consists essentially of"). It is expressly intended that both the broad and narrow interpretations be applicable to all aspects and embodiments of the invention. That is, the term "comprising" and its synonyms may be replaced by the expression "consists of" or "consists essentially of" or similar expressions; The reverse is also possible.

本明細書に記載の実施形態において、様々な構成が単数形又は複数形で記載されている。本明細書では、そのような解釈が技術的に非論理的である場合を除き、単数形にて言及されていても複数の場合も包含すると理解され、複数形にて言及されていても、単数の場合も包含すると理解されることを明示的に意図している。 In the embodiments described herein, various features may be described in singular or plural form. In this specification, references in the singular are understood to include the plural, and references in the plural are understood to include the plural, unless such interpretation is technically illogical. It is expressly intended to be understood to include the singular.

本発明の水溶性架橋共重合体は、本明細書において、(本発明の)重合体、(本発明の)共重合体、(本発明の)水溶性共重合体、(本発明の)水溶性重合体、又はその他の表現で言及される場合がある。 The water-soluble crosslinked copolymer of the present invention is herein referred to as a polymer (of the present invention), a copolymer (of the present invention), a water-soluble copolymer (of the present invention), a water-soluble crosslinked copolymer (of the present invention), may be referred to as a polymer or other expression.

基材における生体物質の非特異的吸着を防止する表面を実現するための前記水溶性架橋共重合体と、それに関連する方法の利点のいくつかとして、以下のものが挙げられる。
-本水溶性架橋共重合体は、最も一般的な生体共役反応メカニズムのみを利用して、基材の表面に共役する。その条件は穏やかであり、抗体やストレプトアビジンなどのリガンドの構成に影響しない。
-本水溶性架橋共重合体は、添加剤として、アルブミン、カゼイン、ゼラチンなどの生物由来の物質の良好な代替物である。水溶性架橋共重合体を添加剤として使用すれば、生物汚染のリスクを緩和することができる。
-アルブミン、カゼイン、ゼラチンなどの添加剤が物理的吸着により基材表面に付着している従来の方法と違い、本水溶性架橋共重合体は前記表面に共有結合している。この構成は、表面活性剤緩衝液での繰り返し洗浄時の耐久性を示す。
-本水溶性架橋共重合体は、広いpH範囲において優れた性能を呈し、また、様々な等電点を有するタンパク質に対して耐性を示す。
-本水溶性架橋共重合体は、化学発光イムノアッセイにおけるSN比を向上し、バックグラウンド結合を最小限化するのに役立ち、正確で信頼性の高い検出と精製収率の向上をもたらす。
Some of the advantages of the water-soluble crosslinked copolymers and associated methods for achieving surfaces that prevent non-specific adsorption of biological substances on substrates include:
- The water-soluble crosslinked copolymer is conjugated to the surface of the substrate using only the most common bioconjugation reaction mechanisms. The conditions are mild and do not affect the composition of antibodies or ligands such as streptavidin.
- The water-soluble crosslinked copolymers are good substitutes for substances of biological origin such as albumin, casein, gelatin, etc. as additives. The use of water-soluble crosslinked copolymers as additives can reduce the risk of biological contamination.
- Unlike conventional methods in which additives such as albumin, casein, gelatin, etc. are attached to the substrate surface by physical adsorption, the present water-soluble crosslinked copolymer is covalently bonded to the surface. This configuration exhibits durability upon repeated washing with surfactant buffers.
- The water-soluble cross-linked copolymer exhibits excellent performance over a wide pH range and is resistant to proteins with various isoelectric points.
- The water-soluble cross-linked copolymer helps improve the signal-to-noise ratio and minimize background binding in chemiluminescent immunoassays, resulting in accurate and reliable detection and improved purification yields.

本水溶性架橋共重合体は、脂質、タンパク質、糖、又は核酸などの物質や、細胞などの非特異的吸着を防止するのに有用である。本発明によれば、本水溶性架橋共重合体は、第1重合体鎖を、ポリカルボン酸を含む第2重合体鎖に架橋することで形成された水溶性架橋共重合体であって、
架橋前の前記第1重合体鎖は、双性イオンホスホリルコリン基を含む構成単位(a)と、アミン基(例えば、一級アミン基)を含む構成単位(b)と、水酸基を含む構成単位(c)と、を含み、
該水溶性架橋共重合体は、前記第2重合体鎖のカルボン酸基と前記第1重合体鎖の(一級)アミン基との間に形成された1つ以上の架橋を含む構成であってもよい。
This water-soluble crosslinked copolymer is useful for preventing nonspecific adsorption of substances such as lipids, proteins, sugars, or nucleic acids, and cells. According to the present invention, the water-soluble crosslinked copolymer is a water-soluble crosslinked copolymer formed by crosslinking a first polymer chain to a second polymer chain containing a polycarboxylic acid,
The first polymer chain before crosslinking includes a structural unit (a) containing a zwitterionic phosphorylcholine group, a structural unit (b) containing an amine group (for example, a primary amine group), and a structural unit (c) containing a hydroxyl group. ) and,
The water-soluble crosslinked copolymer includes one or more crosslinks formed between the carboxylic acid group of the second polymer chain and the (primary) amine group of the first polymer chain, Good too.

本発明の水溶性架橋重合体は、
下記にその式を示す構成単位(A’)及び/若しくは(A’’)と、構成単位(B)と、構成単位(C)とを含む第1重合体鎖と、
構成単位(D)を含む第2重合体鎖と、を含み、
前記第1重合体鎖と前記第2重合体鎖との間に1つ以上の架橋を含む水溶性架橋共重合体であってもよい。
(式中、
Xは、O又はNHを示し、
R1は、1~5個の炭素原子を有する直鎖又は分岐アルキレン基を示し、
Eは、共有結合、-C(O)O-、-OC(O)-、-NHC(O)-、又は-C(O)NH-を示し、
Rcは、水酸基含有基を示し、
各R4は、それぞれ独立してメチル基又は水素原子を示し、
R6は、アミン基(例えば、一級アミン基)を含む部分を示し、R6bは、-COOH 又は-C(O)O-Y-COOHを示し(Yは、C1-5アルキレン基を示し、前記第1重合体鎖の少なくとも1つのR6と第2重合体鎖のR6bとが、当該R6の(一級)アミン基と当該R6bのカルボン酸との間に形成されたアミド結合を介して共有結合している)、
各R7は、それぞれ独立して、水素原子、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、メトキシエチル基、ヒドロキシメチル基、及びヒドロキシエチル基からなる群から選択されたものであり、
R8は、カルボキシル基又は水素原子を示し、
R9は、共有結合、1~10個の炭素原子を有する直鎖若しくは分岐アルキレン、又は、メトキシ基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、及びメトキシエチル基からなる群から選択される1~3個の置換基を有する、1~5個の炭素原子を有する直鎖アルキレンを示し、
w、x、y、及びzは、それぞれ独立して、1から50までの整数である。)
The water-soluble crosslinked polymer of the present invention is
A first polymer chain containing a structural unit (A') and/or (A'') whose formula is shown below, a structural unit (B), and a structural unit (C),
a second polymer chain containing the structural unit (D),
The water-soluble crosslinked copolymer may include one or more crosslinks between the first polymer chain and the second polymer chain.
(In the formula,
X represents O or NH,
R1 represents a straight chain or branched alkylene group having 1 to 5 carbon atoms,
E represents a covalent bond, -C(O)O-, -OC(O)-, -NHC(O)-, or -C(O)NH-,
Rc represents a hydroxyl group-containing group,
Each R4 independently represents a methyl group or a hydrogen atom,
R6 represents a moiety containing an amine group (for example, a primary amine group), R6b represents -COOH or -C(O)O-Y-COOH (Y represents a C 1-5 alkylene group, and At least one R6 of the first polymer chain and R6b of the second polymer chain are covalently bonded via an amide bond formed between the (primary) amine group of R6 and the carboxylic acid of R6b. ing),
each R7 is independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, a methoxyethyl group, a hydroxymethyl group, and a hydroxyethyl group;
R8 represents a carboxyl group or a hydrogen atom,
R9 is a covalent bond, a linear or branched alkylene having 1 to 10 carbon atoms, or 1 to 3 groups selected from the group consisting of methoxy, hydroxymethyl, hydroxyethyl, and methoxyethyl groups. represents a straight-chain alkylene having 1 to 5 carbon atoms, with substituents;
w, x, y, and z are each independently integers from 1 to 50. )

本発明の水溶性架橋共重合体の重量平均分子量は、2,000から1,000,000ダルトン、好ましくは5,000から500,000ダルトン、より好ましくは10,000から250,000ダルトンである。水溶性架橋共重合体の重量平均分子量が2,000ダルトン未満の場合、生体物質の非特異的吸着を防止する顕著な効果が得られない。一方、水溶性架橋共重合体の重量平均分子量が1,000,000ダルトンを超えると、重合体溶液が増粘するので、溶液の調製が実行不可能になる。 The weight average molecular weight of the water-soluble crosslinked copolymer of the present invention is from 2,000 to 1,000,000 Daltons, preferably from 5,000 to 500,000 Daltons, and more preferably from 10,000 to 250,000 Daltons. If the weight average molecular weight of the water-soluble crosslinked copolymer is less than 2,000 Daltons, no significant effect of preventing non-specific adsorption of biological substances will be obtained. On the other hand, if the weight average molecular weight of the water-soluble crosslinked copolymer exceeds 1,000,000 Daltons, the polymer solution will thicken, making solution preparation impractical.

前記水溶性架橋共重合体の第1重合体鎖は、構成単位(A’)及び/若しくは(A’’)と、構成単位(B)と、構成単位(C)と、を含むランダム共重合体であってもよい。例えば、いくつかの実施形態において、前記水溶性架橋重合体の第1重合体鎖は、構成単位(A’)と、構成単位(B)と、構成単位(C)と、を含むランダム共重合体であってもよい。いくつかの実施形態において、前記水溶性架橋重合体の第1重合体鎖は、構成単位(A’’)と、構成単位(B)と、構成単位(C)と、を含むランダム共重合体であってもよい。 The first polymer chain of the water-soluble crosslinked copolymer is a random copolymer containing a structural unit (A') and/or (A''), a structural unit (B), and a structural unit (C). It may be a combination. For example, in some embodiments, the first polymer chain of the water-soluble crosslinked polymer is a random copolymer comprising a structural unit (A'), a structural unit (B), and a structural unit (C). It may be a combination. In some embodiments, the first polymer chain of the water-soluble crosslinked polymer is a random copolymer comprising a structural unit (A''), a structural unit (B), and a structural unit (C). It may be.

前記第1重合体鎖のアミン基に架橋されている前記第2重合体鎖のカルボン酸基の割合は、5%から75%であってもよく、例えば、10%から50%であってもよい。 The proportion of carboxylic acid groups of the second polymer chain that are crosslinked to the amine groups of the first polymer chain may be from 5% to 75%, for example from 10% to 50%. good.

いくつかの実施形態において、前記第1重合体鎖は、式中XがO、R1がメチレン、Eが共有結合である構成単位(A’)を有している。いくつかの実施形態において、前記第1重合体鎖は、構成単位(A’’)を有している。 In some embodiments, the first polymer chain has a structural unit (A') where X is O, R1 is methylene, and E is a covalent bond. In some embodiments, the first polymer chain has a structural unit (A'').

いくつかの実施形態において、構成単位(B)は、アリルアミン塩酸塩、4-ビニルアニリン、メタクリル酸2-アミノエチル塩酸塩、アクリル酸2-アミノエチル、アミノアクリレート、N-(2-アミノエチル)メタクリルアミド塩酸塩、N-(3-アミノプロピル)メタクリルアミド塩酸塩、及び、メタクリル酸2-アミノエチルフェノチアジンからなる群から選択されたひとつを重合して形成される構成単位を示す。 In some embodiments, structural unit (B) is allylamine hydrochloride, 4-vinylaniline, 2-aminoethyl methacrylate hydrochloride, 2-aminoethyl acrylate, aminoacrylate, N-(2-aminoethyl) A structural unit formed by polymerizing one selected from the group consisting of methacrylamide hydrochloride, N-(3-aminopropyl)methacrylamide hydrochloride, and 2-aminoethylphenothiazine methacrylate.

いくつかの実施形態において、構成単位(B)は、アリルアミン塩酸塩、メタクリル酸2-アミノエチル塩酸塩、アクリル酸2-アミノエチル、アミノアクリレート、N-(2-アミノエチル)メタクリルアミド塩酸塩、N-(3-アミノプロピル)メタクリルアミド塩酸塩、及び、メタクリル酸2-アミノエチルフェノチアジンからなる群から選択されたひとつ(例えば、N-(2-アミノエチル)メタクリルアミド塩酸塩)を重合して形成される構成単位を示す。 In some embodiments, the structural unit (B) is allylamine hydrochloride, 2-aminoethyl methacrylate hydrochloride, 2-aminoethyl acrylate, aminoacrylate, N-(2-aminoethyl)methacrylamide hydrochloride, by polymerizing one selected from the group consisting of N-(3-aminopropyl)methacrylamide hydrochloride and 2-aminoethylphenothiazine methacrylate (for example, N-(2-aminoethyl)methacrylamide hydrochloride). The structural units formed are shown.

いくつかの実施形態において、構成単位(B)は、アリルアミン塩酸塩、メタクリル酸2-アミノエチル塩酸塩、アクリル酸2-アミノエチル、N-(2-アミノエチル)メタクリルアミド塩酸塩、及び、N-(3-アミノプロピル)メタクリルアミド塩酸塩からなる群から選択されたひとつを重合して形成される構成単位を示す。 In some embodiments, the structural unit (B) is allylamine hydrochloride, 2-aminoethyl methacrylate hydrochloride, 2-aminoethyl acrylate, N-(2-aminoethyl)methacrylamide hydrochloride, and N A structural unit formed by polymerizing one selected from the group consisting of -(3-aminopropyl)methacrylamide hydrochloride.

いくつかの実施形態において、構成単位(B)は、アリルアミン塩酸塩を重合して形成される構成単位を示す。 In some embodiments, the structural unit (B) represents a structural unit formed by polymerizing allylamine hydrochloride.

いくつかの実施形態において、構成単位(B)は、上記に定義した構成単位で、一級アミン基を含むものであってもよい。 In some embodiments, the structural unit (B) is a structural unit as defined above and may include a primary amine group.

いくつかの実施形態において、構成単位(B)は、下記の式を有し:
(式中、R3は、O又はNHを示し、R4は上記に規定のものであり、R6aは-Y-CH2-NH2、又は-Z-NH2(式中、YはC1-5アルキレン基(例えばC1-3アルキレン基)を示し、ZはC6-12アリール基を示す)である。
In some embodiments, structural unit (B) has the formula:
(In the formula, R3 represents O or NH, R4 is as defined above, and R6a is -Y-CH 2 -NH 2 or -Z-NH 2 (In the formula, Y is C 1-5 represents an alkylene group (for example, a C 1-3 alkylene group), and Z represents a C 6-12 aryl group).

複数の実施形態では、R6aは-Y-CH2-NH2であって、R6aは一級アミンを含む。いくつかの実施形態において、YはC1-3アルキレン基を示す。 In embodiments, R6a is -Y-CH 2 -NH 2 and R6a comprises a primary amine. In some embodiments, Y represents a C 1-3 alkylene group.

いくつかの実施形態において、構成単位(C)は、下記の式を有し:
式中、
R2は、1~18個の炭素原子を有する直鎖又は分岐アルキレン基、構成単位数が1~20個のポリオキシアルキレン基、又は6~18個の炭素原子を有するアリーレン基を示し、
R3は、O又はNHを示し、
R4は、上記に規定のものであり、
R5は、CnH2n-m+1(OH)m(式中、nは1から5の整数を示し、mは1、2、又は3である)を示す。
In some embodiments, structural unit (C) has the formula:
During the ceremony,
R2 represents a linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, a polyoxyalkylene group having 1 to 20 constitutional units, or an arylene group having 6 to 18 carbon atoms,
R3 represents O or NH,
R4 is as specified above,
R5 represents C n H 2n−m+1 (OH) m (wherein n represents an integer from 1 to 5, and m is 1, 2, or 3).

いくつかの実施形態において、R2は、繰り返し単位が1~20個である、エチレングリコール又はプロピレングリコールを示す。いくつかの実施形態において、R2は、1~5個の炭素原子を有する直鎖または分岐アルキレン基を示す。 In some embodiments, R2 represents ethylene glycol or propylene glycol with 1-20 repeat units. In some embodiments, R2 represents a straight or branched alkylene group having 1 to 5 carbon atoms.

いくつかの実施形態において、R2は、単位数が1から20、例えば、単位数が3から10のポリオキシアルキレン基(例えば、エチレングリコール又はプロピレングリコール)である。 In some embodiments, R2 is a polyoxyalkylene group having 1 to 20 units, such as 3 to 10 units (eg, ethylene glycol or propylene glycol).

いくつかの実施形態において、mは1である。いくつかの実施形態において、nは1、2、又は3であり、例えば、1、又は2である。 In some embodiments, m is 1. In some embodiments, n is 1, 2, or 3, such as 1 or 2.

いくつかの実施形態において、構成単位(C)は、
メタクリル酸2-ヒドロキシエチル、アクリル酸2-ヒドロキシエチル、ヒドロキシポリエトキシ(10)アリルエーテル、N-(2-ヒドロキシプロピル)メタクリルアミド、モノメタクリル酸グリセロール、メタクリル酸3-フェノキシ-2-ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸4-ヒドロキシブチル、アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、N-ヒドロキシエチルアクリルアミド、メタクリル酸ポリ(エチレングリコール)、メタクリル酸ポリ(プロピレングリコール)、及び、N-[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]アクリルアミド(例えば、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル)からなる群から選択されたひとつの重合から形成される構成単位である。
In some embodiments, the building block (C) is
2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, hydroxypolyethoxy (10) allyl ether, N-(2-hydroxypropyl) methacrylamide, monoglycerol methacrylate, 3-phenoxy-2-hydroxypropyl methacrylate, Hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, N-hydroxyethylacrylamide, poly(ethylene glycol) methacrylate, poly(propylene glycol) methacrylate, and N-[tris(hydroxymethyl) ) methyl] acrylamide (eg, 2-hydroxyethyl methacrylate).

いくつかの実施形態において、構成単位(C)は、ヒドロキシポリエトキシ(10)アリルエーテル、メタクリル酸ポリ(エチレングリコール)、および、メタクリル酸ポリ(プロピレングリコール)からなる群から選択されたひとつの重合から形成される構成単位である。 In some embodiments, structural unit (C) is one polymeric selected from the group consisting of hydroxypolyethoxy(10) allyl ether, poly(ethylene glycol) methacrylate, and poly(propylene glycol) methacrylate. It is a structural unit formed from

いくつかの実施形態において、前記第1重合体鎖の重量平均分子量は、500から100,000ダルトン、好ましくは2,000から50,000ダルトンである。 In some embodiments, the weight average molecular weight of said first polymer chain is from 500 to 100,000 Daltons, preferably from 2,000 to 50,000 Daltons.

いくつかの実施形態において、構成単位(D)は、ポリ(アクリル酸)、ポリメタクリル酸、ポリスチレン-block-ポリ(アクリル酸)、ポリマレイン酸、ポリ(アクリル酸-co-マレイン酸)、ポリ(D,L-ラクチド-block-アクリル酸)、ポリ(アクリルアミド-co-アクリル酸)、ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド-co-アクリル酸)、及び、ポリ(エチレン-co-アクリル酸)からなる群から選択されたひとつの重合から形成された構成単位であり、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、及びアクリル酸2-カルボキシエチルからなる群から選択されたひとつの重合から形成された構成単位である。 In some embodiments, structural unit (D) is poly(acrylic acid), polymethacrylic acid, polystyrene-block-poly(acrylic acid), polymaleic acid, poly(acrylic acid-co-maleic acid), poly( D,L-lactide-block-acrylic acid), poly(acrylamide-co-acrylic acid), poly(N-isopropylacrylamide-co-acrylic acid), and poly(ethylene-co-acrylic acid) A structural unit formed from one selected polymerization, for example, a structural unit formed from one polymerization selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, and 2-carboxyethyl acrylate.

いくつかの実施形態において、前記第2重合体鎖の重量平均分子量は、2,000から700,000ダルトン、好ましくは5,000から350,000ダルトン、より好ましくは10,000から250,000ダルトンである。 In some embodiments, the weight average molecular weight of the second polymer chain is from 2,000 to 700,000 Daltons, preferably from 5,000 to 350,000 Daltons, and more preferably from 10,000 to 250,000 Daltons.

また、本発明は、本発明の水溶性架橋共重合体の調製を行う製造方法であって、
(a)構成単位(1)に対応する単量体と、構成単位(2)に対応する単量体と、構成単位(3)に対応する単量体とを溶媒(例えば、水)に混合する工程と、
(b1)前記単量体混合物を重合する工程であって、任意で、開始剤の添加と、55℃から90℃までの温度に5時間から24時間加熱することとを行って重合する工程と、
(c1)工程(b1)で得られた重合体とポリカルボン酸とを共役させて水溶性架橋共重合体を形成する工程であって、任意で、前記共役をpH4.5から8.5の緩衝剤の存在下で行う工程と、を含む製造方法を提供する。
The present invention also provides a manufacturing method for preparing the water-soluble crosslinked copolymer of the present invention, comprising:
(a) A monomer corresponding to structural unit (1), a monomer corresponding to structural unit (2), and a monomer corresponding to structural unit (3) are mixed in a solvent (e.g., water). The process of
(b1) a step of polymerizing the monomer mixture, optionally adding an initiator and heating to a temperature of 55° C. to 90° C. for 5 hours to 24 hours; ,
(c1) A step of conjugating the polymer obtained in step (b1) with a polycarboxylic acid to form a water-soluble crosslinked copolymer, optionally conjugating the polymer with a buffer having a pH of 4.5 to 8.5. Provided is a manufacturing method comprising a step of performing the step in the presence of.

本方法は、(d)工程(c1)で得られた前記水溶性架橋共重合体を基材に共役させる工程を更に含んだ構成であってもよい。 This method may further include a step (d) of conjugating the water-soluble crosslinked copolymer obtained in step (c1) to a base material.

または、基材上への固定化を水溶性架橋共重合体の合成を完了する前に行ってもよい。例えば、本方法は:
(b2)工程(b1)で得られた前記重合体を、工程(c1)の前に、基材に共役させる工程、又は
(c0)工程(c1)の前記ポリカルボン酸を、工程(b1)で得られた前記重合体を前記ポリカルボン酸に共役させる前に、基材に共役させる工程を更に含む構成であってもよい。
Alternatively, immobilization on the substrate may be performed before completing the synthesis of the water-soluble crosslinked copolymer. For example, the method:
(b2) A step of conjugating the polymer obtained in step (b1) to a base material before step (c1), or (c0) A step of conjugating the polycarboxylic acid of step (c1) to a base material before step (c1). The structure may further include a step of conjugating the polymer obtained in 1 to a base material before conjugating the polymer to the polycarboxylic acid.

より具体的な本発明の共重合体を調製する製造方法を下記に示す。
(a)前記単量体を、例えば水などの溶媒に混合する工程と、
(b)典型的には55℃から99℃の範囲の所望の温度で開始剤を添加することで、重合を開始する工程と、
(c)反応を加熱下で5時間から24時間継続する工程と、
(d)反応物を、再析出、抽出、透析などで精製する工程と、
(e)工程(d)において得られた重合体(三元共重合体)を、緩衝剤(例えば、pH4.5~8.5の緩衝剤)中で、カルボジイミド共役メカニズムなどで、ポリ酸骨格に共役させる工程と、
(f)未反応の三元共重合体を透析やカラムなどを介して除去する工程と、を含む。
任意で、前記三元共重合体を、基材上にコーティングされたポリ酸骨格に共役させる構成であってもよく、その場合、工程(f)は不要である。
A more specific manufacturing method for preparing the copolymer of the present invention is shown below.
(a) mixing the monomer in a solvent such as water;
(b) initiating the polymerization by adding an initiator at a desired temperature, typically in the range of 55°C to 99°C;
(c) continuing the reaction under heating for 5 to 24 hours;
(d) a step of purifying the reactant by reprecipitation, extraction, dialysis, etc.;
(e) The polymer (terpolymer) obtained in step (d) is conjugated to the polyacid skeleton by a carbodiimide conjugation mechanism in a buffer (e.g., a buffer with a pH of 4.5 to 8.5). a step of causing
(f) a step of removing unreacted terpolymer through dialysis, a column, etc.
Optionally, the terpolymer may be conjugated to a polyacid backbone coated on a substrate, in which case step (f) is not necessary.

上記基材は、粒子、中空フィルター、プラスチックチューブ、ガラスファイバー、ガラススライド、マイクロプレート、およびマイクロ流体装置から選択されたものであってもよい(例えば、前記基材が、粒子、中空フィルター、マイクロプレート、およびマイクロ流体装置、例えば、粒子、中空フィルター、およびマイクロ流体装置から選択されたものであってもよい)。 The substrate may be selected from particles, hollow filters, plastic tubes, glass fibers, glass slides, microplates, and microfluidic devices (for example, the substrate may be selected from particles, hollow filters, microfluidic devices). microfluidic devices, such as those selected from particles, hollow filters, and microfluidic devices).

前記基材の材料は、ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリレート、カーボンファイバー、セルロース系材料、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート、ポリオレフィン、ポリ(4-メチルブテン)、ポリスチレン、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリシロキサン、ナイロン、ポリ(ビニルブチレート)、強磁性物質、シリカ、又は、これらのいずれかの混合物若しくは複合材などの重合体系材料、有機材料、又は複合材料の少なくとも1つから選択されたものであってもよい。 The materials of the base material include polyurethane, polyacrylonitrile, polymethacrylate, carbon fiber, cellulose material, polyacrylamide, polyacrylate, polyolefin, poly(4-methylbutene), polystyrene, poly(ethylene terephthalate), polysiloxane, nylon, It may be selected from at least one of a polymer-based material, an organic material, or a composite material, such as poly(vinyl butyrate), a ferromagnetic material, silica, or a mixture or composite of any of these. .

さらに、前記基材は、本実施形態の水溶性共重合体と更に反応することができる、一級アミン、エポキシド基、トシル基、および、アルデヒド基からなる群から選択されたアンカー基で機能化されていてもよい。 Additionally, the substrate is functionalized with anchor groups selected from the group consisting of primary amines, epoxide groups, tosyl groups, and aldehyde groups, which can further react with the water-soluble copolymers of the present embodiments. You can leave it there.

本発明の水溶性共重合体の基材への共役は、(1)pHが4.5~8.5の緩衝剤に水溶性分岐共重合体を溶解し、(2)前記水溶性分岐共重合体を活性化させ、(3)活性化後の前記水溶性分岐共重合体を前記基材と混合し、(4)結合していない水溶性分岐共重合体を洗浄して除去することで行ってもよい。 Conjugation of the water-soluble branched copolymer of the present invention to a substrate is carried out by (1) dissolving the water-soluble branched copolymer in a buffer having a pH of 4.5 to 8.5, and (2) activating the water-soluble branched copolymer. (3) mixing the water-soluble branched copolymer after activation with the base material, and (4) washing and removing the unbound water-soluble branched copolymer. .

任意で、本実施形態の水溶性共重合体の基材への共役は、(1)pHが4.5~8.5の緩衝剤に前記三元共重合体を溶解し、(2)前記基材表面を活性化させ、(3)前記基材を前記三元共重合体溶液と混合し、(4)結合していない水溶性分岐共重合体を洗浄して除去することで行ってもよい。 Optionally, the conjugation of the water-soluble copolymer of this embodiment to the substrate can be carried out by (1) dissolving the terpolymer in a buffer having a pH of 4.5 to 8.5, and (2) conjugating the surface of the substrate. (3) mixing the substrate with the terpolymer solution; and (4) washing and removing unbound water-soluble branched copolymer.

任意で、本実施形態の水溶性共重合体の基材への共役は、(1)pHが4.5~8.5の緩衝剤に水溶性分岐共重合体を溶解し、(2)エポキシド基、トシル基、および、アルデヒド基から選択された官能基を有する基材と混合することで行ってもよい。 Optionally, the water-soluble branched copolymer of this embodiment is conjugated to the base material by (1) dissolving the water-soluble branched copolymer in a buffer having a pH of 4.5 to 8.5, and (2) conjugating the water-soluble branched copolymer with an epoxide group or a tosyl group. , and a base material having a functional group selected from aldehyde groups.

材料および装置:
材料は、以下の供給元より購入した。
スチレン:東京化成工業株式会社(TCI)、TBC(4-tert-ブチルカテコール)にて安定化、>99.0%(GC)
アゾビスイソブチロニトリル(AIBN):シグマアルドリッチ社(アセトン溶液、12wt%)
過硫酸ナトリウム(Na2S2O8、SPS):アルファ・エイサー社、結晶、98%
ポリビニルピロリドン(PVP、K30、MW=40,000):TCI、総窒素量 12.0%~12.8%(無水物換算);最大含水量7.0%、K値 26.0~34.0
ジビニルベンゼン(DVB、m体およびp体の混合物):TCI、50.0%(GC)(エチルビニルベンゼン、ジエチルベンゼンを含有)(4-tert-ブチルカテコールで安定化)
メタクリル酸2-ヒドロキシエチル:シグマアルドリッチ社、≧99.0%
アクリル酸2-カルボキシエチルオリゴマー:シグマアルドリッチ社、阻害剤として2000ppm MEHQを含有
N-ヒドロキシコハク酸イミド(NHS)、>98%、TCI
エタノール:99%、Aik Moh社
アクリルアミド単量体(約50%水溶液)、TCI
1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC)、>98%、TCI
脱イオン(DI)水:ELGA Ultrapure Water Treatment Systems社より入手(PURELABオプション)
10リン酸緩衝生理食塩水、シグマアルドリッチ社
MES水和物、>99.5%、シグマアルドリッチ社
アミン-PEG-カルボン酸塩酸塩、ポリサイエンス社
2-(メタクリロイルオキシ)エチルジメチル-(3-スルホプロピル)アンモニウムヒドロキシド、シグマアルドリッチ社
2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン、シグマアルドリッチ社
ウシ血清アルブミン、シグマアルドリッチ社
リゾチーム、シグマアルドリッチ社
撹拌機:Wiggens社、WB2000-Mオーバーヘッド型撹拌機
クラシックチューブローラー:SCILOGEX MX-T6-S
Materials and equipment:
Materials were purchased from the following sources:
Styrene: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. (TCI), stabilized with TBC (4-tert-butylcatechol), >99.0% (GC)
Azobisisobutyronitrile (AIBN): Sigma-Aldrich (acetone solution, 12wt%)
Sodium persulfate (Na 2 S 2 O 8 , SPS): Alpha Acer, crystal, 98%
Polyvinylpyrrolidone (PVP, K30, MW=40,000): TCI, total nitrogen content 12.0% to 12.8% (anhydrous equivalent); maximum water content 7.0%, K value 26.0 to 34.0
Divinylbenzene (DVB, mixture of m and p forms): TCI, 50.0% (GC) (contains ethylvinylbenzene, diethylbenzene) (stabilized with 4-tert-butylcatechol)
2-Hydroxyethyl methacrylate: Sigma-Aldrich, ≧99.0%
2-carboxyethyl acrylate oligomer: Sigma-Aldrich, contains 2000ppm MEHQ as inhibitor
N-Hydroxysuccinimide (NHS), >98%, TCI
Ethanol: 99%, Aik Moh Acrylamide monomer (approximately 50% aqueous solution), TCI
1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC), >98%, TCI
Deionized (DI) water: obtained from ELGA Ultrapure Water Treatment Systems (PURELAB option)
10 phosphate buffered saline, Sigma-Aldrich
MES hydrate, >99.5%, Sigma-Aldrich Amine-PEG-carboxylic hydrochloride, Polyscience
2-(methacryloyloxy)ethyldimethyl-(3-sulfopropyl)ammonium hydroxide, Sigma-Aldrich
2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine, Sigma-Aldrich Bovine serum albumin, Sigma-Aldrich Lysozyme, Sigma-Aldrich Stirrer: Wiggens, WB2000-M overhead stirrer Classic tube roller: SCILOGEX MX-T6-S

全ての重合プロセスにおいて、機械的撹拌(200rpm)を使用した。使用前に脱イオン水とエタノールを20分間窒素でバブリングし、酸素を除去した。全ての化学薬品は、精製せずに、入手した状態のまま使用した。全ての重合と反応は、標準的なシュレンクライン技術を用いて窒素の保護下で実施した。 Mechanical stirring (200 rpm) was used in all polymerization processes. Before use, deionized water and ethanol were bubbled with nitrogen for 20 min to remove oxygen. All chemicals were used as received without purification. All polymerizations and reactions were performed under nitrogen protection using standard Schlenkline techniques.

実施例1
三元共重合体の合成
撹拌機を備えた100mLの三口丸底ガラス反応器に、水を50g、単量体(1)として2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンを0.5g、単量体(2)としてN-(2-アミノエチル)メタクリルアミド塩酸塩を0.01g、及び、単量体(3)としてメタクリル酸2-ヒドロキシエチルを1g加え、窒素をひとつの注入口から注入して酸素を除去した。窒素を10分間流した後、ガラス反応器を75℃まで加熱した。ガラス反応器の温度が75℃で安定した後に、開始剤として5mgの過硫酸ナトリウムを加えた。この混合物を24時間撹拌して、重合を完了した。得られた溶液を透析にて精製した。
Example 1
Synthesis of terpolymer In a 100 mL three-necked round bottom glass reactor equipped with a stirrer, add 50 g of water, 0.5 g of 2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine as monomer (1), and 0.5 g of 2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine as monomer (2). 0.01 g of N-(2-aminoethyl) methacrylamide hydrochloride and 1 g of 2-hydroxyethyl methacrylate as monomer (3) were added, and nitrogen was injected from one injection port to remove oxygen. After flushing with nitrogen for 10 minutes, the glass reactor was heated to 75°C. After the temperature of the glass reactor stabilized at 75° C., 5 mg of sodium persulfate was added as an initiator. The mixture was stirred for 24 hours to complete the polymerization. The obtained solution was purified by dialysis.

実施例2
ポリ酸骨格の合成
撹拌機を備えた100mLの三口丸底ガラス反応器に、水を50g、及び、単量体(4)としてアクリル酸2-カルボキシエチルを1g加え、窒素をひとつの注入口から注入して酸素を除去した。窒素を10分間流した後、ガラス反応器を75℃まで加熱した。ガラス反応器の温度が75℃で安定した後に、開始剤として5mgの過硫酸ナトリウムを加えた。この混合物を24時間撹拌して、重合を完了した。得られたポリカルボン酸溶液を、MES緩衝剤を用いた透析により精製した。
Example 2
Synthesis of polyacid skeleton In a 100 mL three-necked round bottom glass reactor equipped with a stirrer, 50 g of water and 1 g of 2-carboxyethyl acrylate as monomer (4) were added, and nitrogen was added through one inlet. The oxygen was removed by injection. After flushing with nitrogen for 10 minutes, the glass reactor was heated to 75°C. After the temperature of the glass reactor stabilized at 75° C., 5 mg of sodium persulfate was added as an initiator. The mixture was stirred for 24 hours to complete the polymerization. The obtained polycarboxylic acid solution was purified by dialysis using MES buffer.

実施例3
水溶性共重合体の調製
EDCとNHSを25mMのMES緩衝剤に別々に溶解して50mg/mLの濃度の溶液とした。ポリカルボン酸骨格1mgに対して20μlの割合でEDC溶液を添加し、その後20μlのNHS溶液を加えた。この溶液を30分間撹拌し、その後1mgのポリカルボン酸に対して25mgの三元共重合体を含む割合となるように三元共重合体溶液に加えた。この混合物を更に2時間撹拌した。得られた水溶性共重合体溶液を透析にて精製した。
Example 3
Preparation of water-soluble copolymers
EDC and NHS were dissolved separately in 25mM MES buffer to a concentration of 50mg/mL. EDC solution was added at a ratio of 20 μl to 1 mg of polycarboxylic acid skeleton, and then 20 μl of NHS solution was added. This solution was stirred for 30 minutes and then added to the terpolymer solution at a ratio of 25 mg of terpolymer to 1 mg of polycarboxylic acid. This mixture was stirred for an additional 2 hours. The obtained water-soluble copolymer solution was purified by dialysis.

実施例4
表面上に一級アミン部分を有するマイクロスフィア表面への水溶性共重合体の共役
撹拌機を備えた250mLの三口丸底ガラス反応器に、AIBN溶液(2g、12wt%アセトン溶液)を加え、窒素をひとつの注入口から注入して、アセトン溶媒を除去した。窒素を10分間流した後、乾燥した粉状のAIBNが反応器の底にて観察された。その後、PVP(0.2g)、エタノール(80mL)、および脱イオン水(20mL)を加えた。この混合物を室温にて5分間撹拌し、透明な溶液を得て、そしてこの溶液をオイルバスにて60℃まで加熱し、その後スチレン(7.5mL)を加えた。4時間後に白色のコロイド溶液となり、スチレンが重合化したことを示した。その後、DVBの溶液(7mLのエタノール中に3mLのDVB)を定圧滴下漏斗にて30分かけてゆっくりと加えた。DVB溶液の滴下が終了した後、反応(架橋重合)を3時間続けた。その後、メタクリル酸2-ヒドロキシエチルの単量体溶液(5mLのエタノール中に0.75g)と、アクリルアミド単量体(5mLエタノール中に0.75g、アンモニア溶液にて中性化、25%W/W)を、注射器を用いて加えた。反応(重合)を6時間続け、ミルク状のコロイド溶液を得た。得られたビーズを「A-1」と称す。このビーズを、7000Gの遠心力の遠心分離を9分間行ってエタノールで洗浄した。上澄み液を破棄し、マイクロスフィアを25mMのMES緩衝剤に再懸濁した。
Example 4
Conjugation of a water-soluble copolymer onto the surface of microspheres with primary amine moieties on the surface In a 250 mL three-necked round-bottomed glass reactor equipped with a stirrer, add AIBN solution (2 g, 12 wt% acetone solution) and purify with nitrogen. The acetone solvent was removed by injecting through one inlet. After flushing with nitrogen for 10 minutes, dry powdery AIBN was observed at the bottom of the reactor. Then PVP (0.2 g), ethanol (80 mL), and deionized water (20 mL) were added. The mixture was stirred at room temperature for 5 minutes to obtain a clear solution and the solution was heated to 60° C. in an oil bath before styrene (7.5 mL) was added. After 4 hours, it became a white colloidal solution, indicating that the styrene had polymerized. Then, a solution of DVB (3 mL DVB in 7 mL ethanol) was slowly added in a constant pressure addition funnel over 30 minutes. After the dropwise addition of the DVB solution was completed, the reaction (crosslinking polymerization) was continued for 3 hours. Then, a monomer solution of 2-hydroxyethyl methacrylate (0.75 g in 5 mL ethanol) and acrylamide monomer (0.75 g in 5 mL ethanol, neutralized with ammonia solution, 25% W/W) was added using a syringe. The reaction (polymerization) was continued for 6 hours to obtain a milky colloidal solution. The obtained beads are referred to as "A-1". The beads were centrifuged at 7000 G for 9 minutes and washed with ethanol. The supernatant was discarded and the microspheres were resuspended in 25mM MES buffer.

EDCとNHSを25mMのMES緩衝剤に別々に溶解して50mg/mLの濃度の溶液とした。水溶性共重合体1mgに対して20μlの割合でEDC溶液を添加し、その後20μlのNHS溶液を加えた。この懸濁液を3mgのビーズA-1と混合し、10mg/mlの濃度とした。この混合物を更に2時間撹拌した。結果得られたビーズA-2を、9000rpmの遠心分離を11分間行ってトリス緩衝剤で洗浄した。上澄み液を破棄し、マイクロスフィアを1PBS緩衝剤に再懸濁した。 EDC and NHS were dissolved separately in 25mM MES buffer to a concentration of 50mg/mL. EDC solution was added at a ratio of 20 μl to 1 mg of water-soluble copolymer, and then 20 μl of NHS solution was added. This suspension was mixed with 3 mg of beads A-1 to give a concentration of 10 mg/ml. This mixture was stirred for an additional 2 hours. The resulting beads A-2 were washed with Tris buffer by centrifugation at 9000 rpm for 11 minutes. The supernatant was discarded and the microspheres were resuspended in 1PBS buffer.

実施例5
表面上にポリ酸骨格を有するマイクロスフィア表面への三元共重合体の共役
表面上にポリカルボン酸を有するマイクロスフィア表面への水溶性共重合体の共役
撹拌機を備えた250mLの三口丸底ガラス反応器に、AIBN溶液(2g、12wt%アセトン溶液)を加え、窒素をひとつの注入口から注入して、アセトン溶媒を除去した。窒素を10分間流した後、乾燥した粉状のAIBNが反応器の底にて観察された。その後、PVP(0.2g)、エタノール(80mL)、および脱イオン水(20mL)を加えた。この混合物を室温にて5分間撹拌し、透明な溶液を得て、そしてこの溶液をオイルバスにて60℃まで加熱し、その後スチレン(7.5mL)を加えた。4時間後に白色のコロイド溶液となり、スチレンが重合化したことを示した。その後、DVBの溶液(7mLのエタノール中に3mLのDVB)を定圧滴下漏斗にて30分かけてゆっくりと加えた。DVB溶液の滴下が終了した後、反応(架橋重合)を3時間続けた。その後、メタクリル酸2-ヒドロキシエチルの単量体溶液(5mLのエタノール中に0.75g)と、アクリル酸カルボキシエチルオリゴマー(5mLエタノール中に0.75g、アンモニア溶液にて中性化、25%W/W)を、注射器を用いて加えた。反応(重合)を6時間続け、ミルク状のコロイド溶液を得た。得られたビーズを「B-1」と称す。このビーズを、7000Gの遠心力の遠心分離を用いて9分間エタノールで洗浄した。上澄み液を破棄し、マイクロスフィアを25mMのMES緩衝剤に再懸濁した。
Example 5
Conjugation of a terpolymer to the surface of microspheres with a polyacid backbone on the surface Conjugation of a water-soluble copolymer to the surface of microspheres with a polycarboxylic acid on the surface 250 mL three-necked round bottom with stirrer AIBN solution (2 g, 12 wt% acetone solution) was added to a glass reactor and nitrogen was injected through one inlet to remove the acetone solvent. After flushing with nitrogen for 10 minutes, dry powdery AIBN was observed at the bottom of the reactor. Then PVP (0.2 g), ethanol (80 mL), and deionized water (20 mL) were added. The mixture was stirred at room temperature for 5 minutes to obtain a clear solution and the solution was heated to 60° C. in an oil bath before styrene (7.5 mL) was added. After 4 hours, it became a white colloidal solution, indicating that the styrene had polymerized. Then, a solution of DVB (3 mL DVB in 7 mL ethanol) was slowly added in a constant pressure addition funnel over 30 minutes. After the dropwise addition of the DVB solution was completed, the reaction (crosslinking polymerization) was continued for 3 hours. Then, a monomer solution of 2-hydroxyethyl methacrylate (0.75 g in 5 mL ethanol) and carboxyethyl acrylate oligomer (0.75 g in 5 mL ethanol, neutralized with ammonia solution, 25% W/W ) was added using a syringe. The reaction (polymerization) was continued for 6 hours to obtain a milky colloidal solution. The obtained beads are referred to as "B-1". The beads were washed with ethanol for 9 minutes using centrifugation at 7000G centrifugal force. The supernatant was discarded and the microspheres were resuspended in 25mM MES buffer.

EDCとNHSを25mMのMES緩衝剤に別々に溶解して50mg/mLの濃度の溶液とした。3mgのビーズB-1に対して20μlの割合でEDC溶液を添加し、その後20μlのNHS溶液を加えた。この混合物を30分間撹拌した。結果得られた活性化ビーズを7000Gの遠心力の遠心分離で9分間処理して上澄み液を除去した。その後、三元共重合体溶液(20mg/ml)を活性化ビーズに加え、2時間撹拌した。結果得られたビーズB-2を9000rpmの遠心分離を用いてトリス緩衝剤で11分間洗浄した。上澄み液を破棄し、マイクロスフィアを1PBS緩衝剤に再懸濁した。 EDC and NHS were dissolved separately in 25mM MES buffer to a concentration of 50mg/mL. EDC solution was added at a ratio of 20 μl to 3 mg of beads B-1, and then 20 μl of NHS solution was added. This mixture was stirred for 30 minutes. The resulting activated beads were centrifuged at 7000 G centrifugal force for 9 minutes to remove the supernatant. Thereafter, the terpolymer solution (20 mg/ml) was added to the activated beads and stirred for 2 hours. The resulting beads B-2 were washed with Tris buffer for 11 minutes using centrifugation at 9000 rpm. The supernatant was discarded and the microspheres were resuspended in 1PBS buffer.

実施例6
比較例6-1
水溶性共重合体(II)を実施例1、2、3の各工程を行って合成した。ただし、単量体(1)を2-(メタクリロイルオキシ)エチルジメチル-(3-スルホプロピル)アンモニウムヒドロキシドに変更した。マイクロスフィア試料C-1を実施例4の各工程を行って調製した。
Example 6
Comparative example 6-1
Water-soluble copolymer (II) was synthesized by performing the steps in Examples 1, 2, and 3. However, monomer (1) was changed to 2-(methacryloyloxy)ethyldimethyl-(3-sulfopropyl)ammonium hydroxide. Microsphere sample C-1 was prepared by following each step of Example 4.

比較例6-2
水溶性共重合体(III)を、前記各工程を行って合成した。ただし、単量体(3)を工程1の三元共重合体合成の際に加えなかった。マイクロスフィア試料C-2を実施例4の各工程を行って調製した。
Comparative example 6-2
Water-soluble copolymer (III) was synthesized by performing each of the above steps. However, monomer (3) was not added during the terpolymer synthesis in Step 1. Microsphere sample C-2 was prepared by following the steps of Example 4.

比較例6-3
マイクロスフィア試料B-1を、実施例5と同様のプロトコルでアミン-PEG-カルボン酸塩酸塩(Mn2000ダルトン)と共役させた。EDCとNHSを25mMのMES緩衝剤に別々に溶解して50mg/mLの濃度の溶液とした。3mgのビーズB-1に対して20μlの割合でEDC溶液を添加し、その後20μlのNHS溶液を加えた。この混合物を30分間撹拌した。結果得られた活性化ビーズを、9000rpmの遠心分離で11分間処理して上澄み液を除去した。その後、三元共重合体溶液(20mg/ml)を活性化ビーズに加え、2時間撹拌した。結果得られたビーズC-3を9000Gの遠心分離を11分間行ってトリス緩衝剤で洗浄した。上澄み液を破棄し、マイクロスフィアを1PBS緩衝剤に再懸濁した。
Comparative example 6-3
Microsphere sample B-1 was conjugated with amine-PEG-carboxylic hydrochloride (Mn 2000 Daltons) using a protocol similar to Example 5. EDC and NHS were dissolved separately in 25mM MES buffer to a concentration of 50mg/mL. EDC solution was added at a ratio of 20 μl to 3 mg of beads B-1, and then 20 μl of NHS solution was added. This mixture was stirred for 30 minutes. The resulting activated beads were centrifuged at 9000 rpm for 11 minutes to remove the supernatant. Thereafter, the terpolymer solution (20 mg/ml) was added to the activated beads and stirred for 2 hours. The resulting beads C-3 were centrifuged at 9000G for 11 minutes and washed with Tris buffer. The supernatant was discarded and the microspheres were resuspended in 1PBS buffer.

実施例7
非特異的吸着試験
BSAとリゾチームは異なる等電点を有する。BSA(等電点5.5)とリゾチーム(等電点11)は、モデルタンパク質として研究で通常使用されている。本評価では、両者を用いて異なるタイプのビーズ表面の非特異的吸着効果を評価した。
Example 7
Non-specific adsorption test
BSA and lysozyme have different isoelectric points. BSA (isoelectric point 5.5) and lysozyme (isoelectric point 11) are commonly used in research as model proteins. In this evaluation, both were used to evaluate the nonspecific adsorption effect of different types of bead surfaces.

BSAとリゾチームをそれぞれ1PBS緩衝剤溶液に溶解して、濃度が0.2mg/mlのストック溶液をそれぞれ調製した。タンパク質を、ビーズ試料の乾燥質量1mgあたり総乾燥質量0.1mgとなるように加えた(10mg/ml、0.1ml)。実施例4、5、及び6にて調製した各ビーズ試料を試験した。 BSA and lysozyme were each dissolved in 1 PBS buffer solution to prepare stock solutions with a concentration of 0.2 mg/ml, respectively. Protein was added at a total dry mass of 0.1 mg per mg dry mass of bead sample (10 mg/ml, 0.1 ml). Each bead sample prepared in Examples 4, 5, and 6 was tested.

ビーズ-タンパク質懸濁液を25℃で2時間撹拌し、吸着平衡を得た。試料を11分間9000rpmにて遠心分離し、粒子を沈降させた。上澄み液のタンパク質含有量を、280nmにてUV-Vis分光法を行って測定した。ビーズ表面上のタンパク質の吸着量を式(1)にて算出した。
式中、yadは、ビーズ表面上に吸着したタンパク質のパーセンテージ(%)を示し、
Ptotは、添加したタンパク質の総量(mg)を示し、
Psは、上澄み液中のタンパク質の量(mg)を示す。
The bead-protein suspension was stirred at 25°C for 2 hours to obtain adsorption equilibrium. Samples were centrifuged for 11 minutes at 9000 rpm to sediment particles. The protein content of the supernatant was determined by UV-Vis spectroscopy at 280 nm. The amount of protein adsorbed on the bead surface was calculated using equation (1).
where y ad indicates the percentage (%) of protein adsorbed on the bead surface;
P tot indicates the total amount of protein added (mg),
P s indicates the amount of protein in the supernatant (mg).

図1に示すように、本実施形態の水溶性共重合体をビーズ表面にコーティングした場合(A-2およびB-2を参照)、BSAとリゾチームのどちらも吸着は見られない。ポリ酸骨格のみをビーズ表面にコーティングした場合(B1参照)、リゾチームの吸着は、BSAよりも顕著に多かった。これは、1PBS緩衝剤中においてBSAは負に荷電する一方でリゾチームは正に荷電しており、負に荷電している表面に吸着され易いためと考えられる。2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンと、メタクリル酸2-ヒドロキシエチルとの組み合わせは、BSAとリゾチームの吸着のどちらも防止することができた。この結果は、2-(メタクリロイルオキシ)エチルジメチル-(3-スルホプロピル)アンモニウムヒドロキシドのみ、又は2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンのみの場合よりも良好であった。また、非特異的吸着を防止するために通常使用される防汚ブラシである直鎖PEGは、両方のタンパク質について最も高い非特異的吸着を示した(つまり、最も結果が悪かった)。 As shown in FIG. 1, when the water-soluble copolymer of this embodiment is coated on the bead surface (see A-2 and B-2), no adsorption of either BSA or lysozyme is observed. When only the polyacid backbone was coated on the bead surface (see B1), the adsorption of lysozyme was significantly higher than that of BSA. This is thought to be because BSA is negatively charged in the 1PBS buffer, while lysozyme is positively charged and is easily adsorbed to negatively charged surfaces. The combination of 2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine and 2-hydroxyethyl methacrylate was able to prevent the adsorption of both BSA and lysozyme. This result was better than 2-(methacryloyloxy)ethyldimethyl-(3-sulfopropyl)ammonium hydroxide alone or 2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine alone. Also, linear PEG, an antifouling brush commonly used to prevent nonspecific adsorption, showed the highest nonspecific adsorption (i.e., had the worst results) for both proteins.

よって、本発明が表面への生体分子の非特異的吸着を防止するための改良されたコーティングを提供するものであることは明らかである。本発明は、正に荷電した表面(アミン、実施例4)と、負に荷電した表面(カルボン酸、実施例5)のどちらに対しても非特異的吸着を防止することができる。 It is therefore clear that the present invention provides an improved coating for preventing non-specific adsorption of biomolecules to surfaces. The present invention can prevent non-specific adsorption to both positively charged surfaces (amines, Example 4) and negatively charged surfaces (carboxylic acids, Example 5).

Claims (24)

第1重合体鎖を、ポリカルボン酸を含む第2重合体鎖に架橋して形成された水溶性架橋共重合体であって、
架橋前の前記第1重合体鎖は、双性イオンホスホリルコリン基を含む構成単位(a)と、アミン基を含む構成単位(b)と、水酸基を含む構成単位(c)とを含み、
該水溶性架橋共重合体は、前記第2重合体鎖のカルボン酸基と前記第1重合体鎖のアミン基との間に形成された1つ以上の架橋を含み、
任意で、前記第1重合体鎖のアミン基が一級アミン基である、水溶性架橋共重合体。
A water-soluble crosslinked copolymer formed by crosslinking a first polymer chain to a second polymer chain containing a polycarboxylic acid,
The first polymer chain before crosslinking includes a structural unit (a) containing a zwitterionic phosphorylcholine group, a structural unit (b) containing an amine group, and a structural unit (c) containing a hydroxyl group,
The water-soluble crosslinked copolymer includes one or more crosslinks formed between a carboxylic acid group of the second polymer chain and an amine group of the first polymer chain;
Optionally, the water-soluble crosslinked copolymer, wherein the amine group of the first polymer chain is a primary amine group.
請求項1に記載の水溶性架橋共重合体であって、
該水溶性架橋共重合体は、
下記にその式を示す構成単位(A’)及び/若しくは(A’’)と、構成単位(B)と、構成単位(C)とを含む第1重合体鎖と、
構成単位(D)を含む第2重合体鎖と、を含む水溶性架橋共重合体であり、
前記第1重合体鎖と前記第2重合体鎖との間に1つ以上の架橋を含む、水溶性架橋共重合体。
(式中、
Xは、O又はNHを示し、
R1は、1~5個の炭素原子を有する直鎖又は分岐アルキレン基を示し、
Eは、共有結合、-C(O)O-、-OC(O)-、-NHC(O)-、又は-C(O)NH-を示し、
Rcは、水酸基含有基を示し、
各R4は、それぞれ独立して、メチル基又は水素原子を示し、
R6は、アミン基(例えば、一級アミン基)を含む部分を示し、R6bは、-COOH 又は-C(O)O-Y-COOHを示し(Yは、C1-5アルキレン基を示し、前記第1重合体鎖の少なくとも1つのR6と第2重合体鎖のR6bとが、当該R6のアミン基と当該R6bのカルボン酸との間に形成されたアミド結合を介して共有結合している)、
各R7は、それぞれ独立して、水素原子、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、メトキシエチル基、ヒドロキシメチル基、及びヒドロキシエチル基からなる群から選択されたものであり、
R8は、カルボキシル基又は水素原子を示し、
R9は、共有結合、1~10個の炭素原子を有する直鎖若しくは分岐アルキレン、又は、メトキシ基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、及びメトキシエチル基からなる群から選択される1~3個の置換基を有する、1~5個の炭素原子を有する直鎖アルキレンを示し、
w、x、y、及びzは、それぞれ独立して、1から50までの整数である。)
The water-soluble crosslinked copolymer according to claim 1,
The water-soluble crosslinked copolymer is
A first polymer chain containing a structural unit (A') and/or (A'') whose formula is shown below, a structural unit (B), and a structural unit (C),
A water-soluble crosslinked copolymer containing a second polymer chain containing the structural unit (D),
A water-soluble crosslinked copolymer comprising one or more crosslinks between the first polymer chain and the second polymer chain.
(In the formula,
X represents O or NH,
R1 represents a straight chain or branched alkylene group having 1 to 5 carbon atoms,
E represents a covalent bond, -C(O)O-, -OC(O)-, -NHC(O)-, or -C(O)NH-,
Rc represents a hydroxyl group-containing group,
Each R4 independently represents a methyl group or a hydrogen atom,
R6 represents a moiety containing an amine group (for example, a primary amine group), and R6b represents -COOH or -C(O)O-Y-COOH (Y represents a C 1-5 alkylene group; At least one R6 of the first polymer chain and R6b of the second polymer chain are covalently bonded via an amide bond formed between the amine group of R6 and the carboxylic acid of R6b) ,
each R7 is independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, a methoxyethyl group, a hydroxymethyl group, and a hydroxyethyl group;
R8 represents a carboxyl group or a hydrogen atom,
R9 is a covalent bond, a linear or branched alkylene having 1 to 10 carbon atoms, or 1 to 3 groups selected from the group consisting of methoxy, hydroxymethyl, hydroxyethyl, and methoxyethyl groups. represents a straight-chain alkylene having 1 to 5 carbon atoms, with substituents;
w, x, y, and z are each independently integers from 1 to 50. )
請求項1又2に記載の水溶性架橋共重合体であって、
該水溶性架橋共重合体の重量平均分子量が2,000から1,000,000ダルトン、好ましくは5,000から500,000ダルトン、より好ましくは10,000から250,000ダルトンである、水溶性架橋共重合体。
The water-soluble crosslinked copolymer according to claim 1 or 2,
The water-soluble crosslinked copolymer has a weight average molecular weight of 2,000 to 1,000,000 Daltons, preferably 5,000 to 500,000 Daltons, and more preferably 10,000 to 250,000 Daltons.
請求項2又は3に記載の水溶性架橋共重合体であって、
前記第1重合体鎖が、構成単位(A’)及び/若しくは(A’’)と、構成単位(B)と、構成単位(C)とを含むランダム共重合体である、水溶性架橋共重合体。
The water-soluble crosslinked copolymer according to claim 2 or 3,
A water-soluble crosslinked copolymer in which the first polymer chain is a random copolymer containing a structural unit (A') and/or (A''), a structural unit (B), and a structural unit (C). Polymer.
請求項2~4のいずれか1項に記載の水溶性架橋共重合体であって、
前記第1重合体鎖が、構成単位(A’)(式中XはOであり、R1はメチレンであり、Eは共有結合である)を含む、又は
前記第1重合体鎖が、構成単位(A’’)を含む、水溶性架橋共重合体。
The water-soluble crosslinked copolymer according to any one of claims 2 to 4,
the first polymer chain comprises a structural unit (A') (wherein X is O, R1 is methylene, and E is a covalent bond), or the first polymer chain comprises a structural unit A water-soluble crosslinked copolymer containing (A'').
請求項2~5のいずれか1項に記載の水溶性架橋共重合体であって、
構成単位(B)が、アリルアミン塩酸塩、4-ビニルアニリン、メタクリル酸2-アミノエチル塩酸塩、アクリル酸2-アミノエチル、アミノアクリレート、N-(2-アミノエチル)メタクリルアミド塩酸塩、N-(3-アミノプロピル)メタクリルアミド塩酸塩、及び、メタクリル酸2-アミノエチルフェノチアジンからなる群から選択されたひとつ(例えば、N-(2-アミノエチル)メタクリルアミド塩酸塩)を重合して形成される構成単位を示す、水溶性架橋共重合体。
The water-soluble crosslinked copolymer according to any one of claims 2 to 5,
The structural unit (B) is allylamine hydrochloride, 4-vinylaniline, 2-aminoethyl methacrylate hydrochloride, 2-aminoethyl acrylate, aminoacrylate, N-(2-aminoethyl)methacrylamide hydrochloride, N- (3-aminopropyl)methacrylamide hydrochloride and one selected from the group consisting of 2-aminoethylphenothiazine methacrylate (for example, N-(2-aminoethyl)methacrylamide hydrochloride). A water-soluble crosslinked copolymer showing structural units.
請求項2~5のいずれか1項に記載の水溶性架橋共重合体であって、
構成単位(B)が下記の式を有する、水溶性架橋共重合体。
(式中、R3は、O又はNHを示し、R4は請求項2に定義されたものであり、R6aは-Y-CH2-NH2、又は-Z-NH2(式中、YはC1-5アルキレン基を示し、ZはC6-12アリール基を示す。))
The water-soluble crosslinked copolymer according to any one of claims 2 to 5,
A water-soluble crosslinked copolymer in which the structural unit (B) has the following formula.
(In the formula, R3 represents O or NH, R4 is as defined in claim 2, and R6a is -Y-CH 2 -NH 2 or -Z-NH 2 (In the formula, Y is C 1-5 alkylene group, Z represents C 6-12 aryl group))
請求項2~7のいずれか1項に記載の水溶性架橋共重合体であって、構成単位(C)が下記の式を有する、水溶性架橋共重合体。
(式中、
R2は、1~18個の炭素原子を有する直鎖又は分岐アルキレン基、構成単位数が1~20個のポリオキシアルキレン基、又は6~18個の炭素原子を有するアリーレン基を示し、
R3は、O又はNHを示し、
R4は、請求項2に定義されたものであり、
R5は、CnH2n-m+1(OH)m(式中、nは1から5の整数を示し、mは1、2、又は3である。))
The water-soluble crosslinked copolymer according to any one of claims 2 to 7, wherein the structural unit (C) has the following formula.
(In the formula,
R2 represents a linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, a polyoxyalkylene group having 1 to 20 constitutional units, or an arylene group having 6 to 18 carbon atoms,
R3 represents O or NH,
R4 is defined in claim 2,
R5 is C n H 2n−m+1 (OH) m (in the formula, n represents an integer from 1 to 5, and m is 1, 2, or 3))
請求項8に記載の水溶性架橋共重合体であって、mは1である、水溶性架橋共重合体。 The water-soluble crosslinked copolymer according to claim 8, wherein m is 1. 請求項8又は9に記載の水溶性架橋共重合体であって、R2が、繰り返し単位が1~20個である、エチレングリコール又はプロピレングリコールを示す、水溶性架橋共重合体。 The water-soluble crosslinked copolymer according to claim 8 or 9, wherein R2 represents ethylene glycol or propylene glycol having 1 to 20 repeating units. 請求項2~7のいずれか1項に記載の水溶性架橋共重合体であって、
構成単位(C)が、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル、アクリル酸2-ヒドロキシエチル、ヒドロキシポリエトキシ(10)アリルエーテル、N-(2-ヒドロキシプロピル)メタクリルアミド、モノメタクリル酸グリセロール、メタクリル酸3-フェノキシ-2-ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸4-ヒドロキシブチル、アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、N-ヒドロキシエチルアクリルアミド、メタクリル酸ポリ(エチレングリコール)、メタクリル酸ポリ(プロピレングリコール)、及び、N-[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]アクリルアミドからなる群から選択されたひとつ(例えば、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル)の重合から形成される構成単位である、水溶性架橋共重合体。
The water-soluble crosslinked copolymer according to any one of claims 2 to 7,
The structural unit (C) is 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, hydroxypolyethoxy (10) allyl ether, N-(2-hydroxypropyl) methacrylamide, glycerol monomethacrylate, 3-methacrylate Phenoxy-2-hydroxypropyl, hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, N-hydroxyethylacrylamide, poly(ethylene glycol) methacrylate, poly(propylene glycol) methacrylate, and A water-soluble crosslinked copolymer which is a structural unit formed from the polymerization of one selected from the group consisting of N-[tris(hydroxymethyl)methyl]acrylamide (for example, 2-hydroxyethyl methacrylate).
先行する請求項のいずれか1項に記載の水溶性架橋共重合体であって、前記第1重合体鎖の重量平均分子量が、500から100,000ダルトン、好ましくは2,000から50,000ダルトンである、水溶性架橋共重合体。 A water-soluble crosslinked copolymer according to any one of the preceding claims, wherein the weight average molecular weight of the first polymer chain is from 500 to 100,000 Daltons, preferably from 2,000 to 50,000 Daltons. Crosslinked copolymer. 請求項2~12のいずれか1項に記載の水溶性架橋共重合体であって、
構成単位(D)が、ポリ(アクリル酸)、ポリメタクリル酸、ポリスチレン-block-ポリ(アクリル酸)、ポリマレイン酸、ポリ(アクリル酸-co-マレイン酸)、ポリ(D,L-ラクチド-block-アクリル酸)、ポリ(アクリルアミド-co-アクリル酸)、ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド-co-アクリル酸)、及び、ポリ(エチレン-co-アクリル酸)からなる群から選択されたひとつの重合から形成された構成単位である、水溶性架橋共重合体。
The water-soluble crosslinked copolymer according to any one of claims 2 to 12,
The structural unit (D) is poly(acrylic acid), polymethacrylic acid, polystyrene-block-poly(acrylic acid), polymaleic acid, poly(acrylic acid-co-maleic acid), poly(D,L-lactide-block) - acrylic acid), poly(acrylamide-co-acrylic acid), poly(N-isopropylacrylamide-co-acrylic acid), and poly(ethylene-co-acrylic acid). A water-soluble crosslinked copolymer that is a formed structural unit.
請求項13に記載の水溶性架橋共重合体であって、
構成単位(D)が、アクリル酸、メタクリル酸、及び、アクリル酸2-カルボキシエチルからなる群から選択されたひとつの重合から形成された構成単位である、水溶性架橋共重合体。
The water-soluble crosslinked copolymer according to claim 13,
A water-soluble crosslinked copolymer, wherein the structural unit (D) is a structural unit formed by polymerization of one selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, and 2-carboxyethyl acrylate.
先行する請求項のいずれか1項に記載の水溶性架橋共重合体であって、
前記第2重合体鎖の重量平均分子量が、2,000から700,000ダルトン、好ましくは5,000から350,000ダルトン、より好ましくは10,000から250,000ダルトンである、水溶性架橋共重合体。
A water-soluble crosslinked copolymer according to any one of the preceding claims, comprising:
A water-soluble crosslinked copolymer, wherein the weight average molecular weight of the second polymer chain is from 2,000 to 700,000 Daltons, preferably from 5,000 to 350,000 Daltons, more preferably from 10,000 to 250,000 Daltons.
先行する請求項のいずれか1項に記載の水溶性架橋共重合体であって、前記第2重合体鎖のカルボン酸基の5%から75%が前記第1重合体鎖のアミン基に架橋されており、好ましくは、前記第2重合体鎖のカルボン酸基の10%から50%が前記第1重合体鎖のアミン基に架橋されている、水溶性架橋共重合体。 A water-soluble crosslinked copolymer according to any one of the preceding claims, wherein from 5% to 75% of the carboxylic acid groups of the second polymer chain are crosslinked to the amine groups of the first polymer chain. and preferably, 10% to 50% of the carboxylic acid groups of the second polymer chain are crosslinked to the amine groups of the first polymer chain. 先行する請求項のいずれか1項に記載の水溶性架橋共重合体を調製する製造方法あって、
(a)構成単位(1)に対応する単量体と、構成単位(2)に対応する単量体と、構成単位(3)に対応する単量体とを溶媒(例えば、水)に混合する工程と、
(b1)前記単量体混合物を重合する工程であって、任意で、開始剤の添加と、55℃から90℃までの温度に5時間から24時間加熱することとを行って重合する工程と、
(c1)工程(b1)で得られた重合体とポリカルボン酸とを共役させて水溶性架橋共重合体を形成する工程であって、任意で、前記共役をpH4.5から8.5の緩衝剤の存在下で行う工程と、を含む製造方法。
A manufacturing method for preparing a water-soluble crosslinked copolymer according to any one of the preceding claims, comprising:
(a) A monomer corresponding to structural unit (1), a monomer corresponding to structural unit (2), and a monomer corresponding to structural unit (3) are mixed in a solvent (e.g., water). The process of
(b1) a step of polymerizing the monomer mixture, optionally adding an initiator and heating to a temperature of 55° C. to 90° C. for 5 hours to 24 hours; ,
(c1) A step of conjugating the polymer obtained in step (b1) with a polycarboxylic acid to form a water-soluble crosslinked copolymer, optionally conjugating the polymer with a buffer having a pH of 4.5 to 8.5. A manufacturing method comprising a step of carrying out in the presence of.
請求項17に記載の製造方法であって、
(d)工程(c1)で得られた前記水溶性架橋共重合体を基材に共役させる工程を更に含む、製造方法。
The manufacturing method according to claim 17,
(d) A manufacturing method further comprising the step of conjugating the water-soluble crosslinked copolymer obtained in step (c1) to a base material.
請求項17に記載の製造方法であって、
(b2)工程(b1)で得られた前記重合体を、工程(c1)の前に、基材に共役させる工程、又は
(c0)工程(c1)の前記ポリカルボン酸を、工程(b1)で得られた前記重合体を前記ポリカルボン酸に共役させる前に、基材に共役させる工程を更に含む、製造方法。
The manufacturing method according to claim 17,
(b2) A step of conjugating the polymer obtained in step (b1) to a base material before step (c1), or (c0) A step of conjugating the polycarboxylic acid of step (c1) to a base material before step (c1). A manufacturing method further comprising the step of conjugating the polymer obtained in the above to a base material before conjugating the polymer to the polycarboxylic acid.
請求項18又は19に記載の製造方法であって、
前記基材が、粒子、中空フィルター、プラスチックチューブ、ガラスファイバー、ガラススライド、マイクロプレート、およびマイクロ流体装置から選択されたものである(例えば、前記基材が、粒子、中空フィルター、マイクロプレート、およびマイクロ流体装置から選択されたものである)、製造方法。
The manufacturing method according to claim 18 or 19,
The substrate is selected from particles, hollow filters, plastic tubes, glass fibers, glass slides, microplates, and microfluidic devices (e.g., the substrate is selected from particles, hollow filters, microplates, and microfluidic devices). microfluidic devices), manufacturing methods.
請求項18~20のいずれか1項に記載の製造方法であって、
前記基材の材料が、ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリレート、カーボンファイバー、セルロース系材料、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート、ポリオレフィン、ポリ(4-メチルブテン)、ポリスチレン、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリシロキサン、ナイロン、ポリ(ビニルブチレート)、強磁性物質、シリカ、又は、これらのいずれかの混合物若しくは複合材などの重合体系材料、有機材料、又は複合材料から選択されたものである、製造方法。
The manufacturing method according to any one of claims 18 to 20,
The material of the base material is polyurethane, polyacrylonitrile, polymethacrylate, carbon fiber, cellulose material, polyacrylamide, polyacrylate, polyolefin, poly(4-methylbutene), polystyrene, poly(ethylene terephthalate), polysiloxane, nylon, A method of manufacturing selected from polymer-based materials, organic materials, or composite materials, such as poly(vinyl butyrate), ferromagnetic materials, silica, or mixtures or composites of any of these.
請求項18~21のいずれか1項に記載の製造方法であって、
前記基材が、一級アミン、エポキシド基、トシル基、および、アルデヒド基からなる群から選択された1つ又は複数のもので機能化されている、製造方法。
The manufacturing method according to any one of claims 18 to 21,
The manufacturing method, wherein the substrate is functionalized with one or more selected from the group consisting of primary amines, epoxide groups, tosyl groups, and aldehyde groups.
前記基材が一級アミンで機能化されている、請求項22に記載の製造方法。 23. The method of claim 22, wherein the substrate is functionalized with a primary amine. 請求項1~16のいずれか1項に記載の水溶性架橋共重合体を有する基材。 A base material comprising the water-soluble crosslinked copolymer according to any one of claims 1 to 16.
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